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RESUMO O tipo de material utilizado como recheio em filtros anaeróbios pode ser determinante na eficiência do tratamento, então a avaliação de novos materiais se torna importante. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento de três filtros anaeróbios de fluxo ascendente, operados de modo contínuo, preenchidos com carvão ativado, cerâmica de argila e borracha de pneu, no tratamento de água residuária sintética com glicose como substrato. Os filtros, em escala de bancada (1,3 L), foram operados com tempo de detenção hidráulica (TDH) de oito e quatro horas, em duas etapas. Seu desempenho, avaliado com o emprego dos parâmetros pH, alcalinidade total e bicarbonato e ácidos voláteis, foi estável nas duas etapas de operação. O filtro que obteve maior eficiência em termos de remoção de demanda química de oxigênio (DQO) foi o com carvão ativado, 94 e 81% nas etapas I e II, respectivamente, seguido do com borracha de pneu, 88 e 63%, e do com cerâmica de argila, 81 e 61%, ambos nas etapas I e II, respectivamente. As principais morfologias encontradas nos meios suportes foram bacilos, cocos, filamentos, Methanosaeta sp. e Methanosarcina sp. As diferenças obtidas entre os filtros podem ser relacionadas com as características distintas de cada material utilizado como meio suporte, e as diferenças entre as etapas ocorrem pelo aumento da carga hidráulica, que diminui o tempo de retenção celular, assim como eventuais diferenças de temperatura. ABSTRACT The type of material used as packing in anaerobic filters may be a determinant factor in the treatment efficiency, so the evaluation of new materials is important. Thus, the objective of this study was to study the behavior of three upflow anaerobic filters, filled with charcoal, clay pottery and tire rubber, in the treatment of synthetic wastewater with glucose as substrate. The filter, in bench scale (1.3 L), was operated at a HRT of 8 and 4 hours, in two phases. The performance of the filters, in terms of pH, total alkalinity and bicarbonate and volatile acids was stable during the two operational phases. The best filter in terms of COD removal efficiency was the one with activated carbon, 94 and 81%, in Phases I and II, respectively, followed by tire rubber filter, 88 and 63%. The lowest efficiency obtained was the ceramic clay filter, with 81 and 61%, in Phases I and II, respectively. The main morphologies found were bacilli, cocci, filaments, Methanosaeta sp. and Methanosarcina sp. The differences obtained between filters are related to the different characteristics of each material, and the differences between phases are due to the hydraulic load increase and subsequent cellular retention time decrease, as well as an eventual temperature difference.

5000-11-25 Este artigo apresenta o desempenho de Pontederia parviflora Alexander em solução de sulfato de cobre para avaliar sua capacidade fitoextratora e acumuladora deste metal. Indivíduos de P. parviflora Alexander foram coletados no Rio Córrego dos Papagaios e transportados para a UTFPR; lavados com água de torneira para eliminar o sedimento e enxaguados com água destilada. Em seguida, foi plantada 150 g de massa fresca de planta em recipientes com capacidade de 2 L contendo solução nutritiva de Clark (CLARK, 1975) e 30 mg/L de solução de sulfato de cobre. O teste de capacidade de absorção da espécie foi conduzido por 7 dias, com amostragens em intervalo de 24 h. A absorção do metal foi maior nas raízes do que na porção superior do vegetal. De acordo com o teste ANOVA, esse resultado foi significativo e apresentou valor elevado das constantes de absorção para as raízes e caule (k = 1,4 e k = 1,8, respectivamente). P. parviflora absorveu concentrações maiores do que o limite de toxicidade, permitindo classificá-la na categoria de resistente ao metal. Além disso, essa planta pode ser classificada como hiper-acumuladora porque acumulou 1200 mg/kg de metal em sua raiz. Assim, é possível indicá-la para uso no tratamento de efluentes com elevada carga de metais pesados.

Chapas de gesso acartonado são compostas, basicamente, por gesso comum envolto em um papel cartão. Os resíduos de sua aplicação na construção precisam ser adequadamente destinados, pois do contrário podem causar impactos ambientais. A reciclagem deste tipo de resíduo se resume atualmente a incorporar pequenas frações do gesso comum que integra essas chapas na produção de novas chapas. Os resíduos de papel cartão não são reaproveitados no processo de reciclagem, sendo atualmente descartados. Ocorre que, com a crescente utilização destas chapas, tem-se a necessidade de reciclar quantidade cada vez maior deste material. Assim, o objetivo geral desta pesquisa é avaliar o processo de reciclagem de resíduos de chapas de gesso acartonado em escala de bancada, produzindo-se novas chapas somente com estes resíduos. Foram reciclados o gesso e o papel de revestimento do resíduo de chapas de gesso acartonado para então se produzir novas chapas recicladas. O experimento incluiu a trituração, calcinação, reidratação, formação e rompimento de corpos de prova moldados somente com gesso reciclado proveniente de resíduos de chapas de gesso acartonado. Determinaram-se as características físico-químicas do pó, as propriedades mecânicas nos estados fresco e endurecido, além de caracterizar a microestrutura e a composição química do gesso reciclado. Foi reciclado o papel cartão de revestimento de resíduos de chapas de gesso acartonado, determinando-se suas características físicas e mecânicas. Foram produzidas chapas de gesso acartonado recicladas e determinadas as características físicas e mecânicas. O processo de moagem mostrou-se eficiente, pois além de apresentar granulometria acima de 90% passante na peneira de abertura 0,29vmm, a massa unitária do gesso reciclado apresentou valor de 657,37 g cm-3, acima de 600 kg cm-3 estipulado na NBR 13207:2017 de 600 kg cm-3. Quanto aos requisitos químicos, o gesso reciclado apresentou valores inferiores a 1,3% para água livre e 4,4% para água de cristalização. O tempo de pega atendeu o critério de gesso para revestimento, com início de pega após 10 minutos e fim de pega após 35 minutos. O gesso reciclado obteve 9,3 MPa no requisito mecânico compressão axial, 3,25 MPa na tração na flexão, valores superiores a 20 N mm-² para a dureza superficial e 0,27 MPa na resistência à aderência, suprindo-se todos os requisitos mecânicos da NBR 13207:2017. Foi possível fabricar folhas de papel cartão reciclado somente com resíduos de papel cartão de revestimento. Produziu-se chapas de gesso acartonado recicladas integralmente com gesso e papel cartão reciclados. Obteve-se 556,99 N e 443,57 N no ensaio de resistência à flexão longitudinal e transversal assim como atendeu-se os 20 mm de diâmetro máximo de dureza superficial nas chapas de gesso acartonado recicladas. A chapa de gesso acartonado reciclada atendeu simultaneamente todos os requisitos físicos e mecânicos da NBR 14715-1:2010. Plasterboard sheets are basically composed of ordinary plaster wrapped in cardboard. Waste from its application in construction must be properly disposed of, otherwise it can cause environmental impacts. The recycling of this type of waste is currently limited to incorporating small fractions of the common plaster that integrates these sheets in the production of new sheets. Cardboard waste is not reused in the recycling process and is currently being discarded. It happens that, with the increasing use of these plates, there is a need to recycle an increasing amount of this material. Thus, the general objective of this research is to evaluate the recycling process of plasterboard waste on a bench scale, producing new sheets only with this waste. Plaster and lining paper from gypsum plasterboard waste were recycled to produce new recycled sheets. The experiment included the crushing, calcination, rehydration, formation and breaking of specimens molded only with recycled plaster from plasterboard residues. The physical-chemical characteristics of the powder, the mechanical properties in the fresh and hardened states were determined, in addition to characterizing the microstructure and chemical composition of the recycled plaster. Plasterboard waste paper was recycled, determining its physical and mechanical characteristics. Recycled plasterboard sheets were produced and the physical and mechanical characteristics were determined. The grinding process proved to be efficient, because in addition to presenting granulometry above 90% through the 0.29 mm opening sieve, the unit mass of the recycled plaster showed a value of 657.37 g cm-3, above 600 kg cm- 3 stipulated in NBR 13207: 2017 of 600 kg cm-3. As for chemical requirements, the recycled plaster showed values below 1.3% for free water and 4.4% for crystallization water. The setting time met the plaster for coating criteria, with the start of setting after 10 minutes and the end of setting after 35 minutes. The recycled plaster obtained 9.3 MPa in the mechanical requirement axial compression, 3.25 MPa in split tensile strength, values greater than 20 N mm-² for the surface hardness and 0.27 MPa in the adhesion resistance, supplying all mechanical requirements of NBR 13207: 2017. It was possible to manufacture sheets of recycled cardboard only with waste cardboard coverings. Plasterboard sheets were produced that were fully recycled using recycled plaster and cardboard. 556.99 N and 443.57 N were obtained in the longitudinal and transverse flexural strength test, as well as meeting the 20 mm maximum diameter of surface hardness in the recycled plasterboard sheets. The recycled plasterboard sheet simultaneously met all the physical and mechanical requirements of NBR 14715-1: 2010.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O lodo de esgoto é considerado um passivo ambiental devido à quantidade gerada e a problemática na destinação. Uma alternativa de destino deste resíduo seria sua transformação em biocarvão para ser utilizado na remoção de outros poluentes, como por exemplo, os corantes sintéticos. A maioria destes corantes são de difícil degradação e quando presentes em efluentes que são descartados em corpos hídrícos, podem trazer prejuízos à fauna e flora aquática. Neste sentido, o objetivo desta pesquisa foi investigar a capacidade adsortiva e dessortiva do lodo de esgoto previamente pirolisado (LP) e funcionalizado (LF) na remoção do corante Preto Reativo 5. Os adsorventes foram caracterizados por meio de análises físicas, químicas e texturais. Posteriormente, foram realizados os ensaios cinéticos de acordo com planejamento estatístico empregando o delineamento composto central rotacional (DCCR) fatorial 23, variando pH da solução, temperatura do ensaio e massa de adsorvente. Os ensaios de equilíbrio de adsorção por meio das isotermas e determinação das propriedades termodinâmicas foram realizados a partir da condição ótima verificada pela desejabilidade no planejamento estatístico. Na dessorção foram testadas soluções regenerantes, sendo o melhor foi utilizado na dessorção, bem como nos ciclos de adsorção/dessorção. Para a adsorção em fluxo contínuo, foi realizado o DCCR 23, variando-se vazão de entrada, concentração de RB 5 e massa de adsorvente. Na condição ótima obtida no planejamento foram tratados efluente têxtil e efluente têxtil fortificado com o RB 5. O mesmo foi aplicado para a condição ótima obtida na cinética de adsorção em batelada. Com a realização das caracterizações físicas, químicas e texturais verificou-se que os adsorventes apresentaram características de mesoporosidade e que os poros presentes no material são maiores que a molécula do corante, o que evidencia a capacidade de adsorção dos adsorventes alternativos propostos. As eficiências de adsorção obtidas para os adsorventes nas condições ótimas obtidas pela desejabilidade foram de 72% para LP e 99% para LF. Na adsorção, o melhor ajuste dos dados experimentais foi obtido para o modelo cinético de pseudo-segunda ordem (R2 > 0,98) para ambos os adsorventes. Quanto a investigação da capacidade adsortiva, foram ajustados os modelos Sigmóide e Wu para LP e LF, respectivamente. O processo de adsorção ocorreu de forma exotérmica (-327,86 kJ mol-1) para LP e endotérmica (23,03 kJ mol-1) para LF, sendo que para ambos a adsorção foi espontânea e termodinamicamente favorável. No processo de dessorção, o melhor ajuste foi obtido para o modelo de pseudo-segunda ordem (0,326 e 1,233 mg g-1 para LP e LF, respectivamente) e o modelo de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados na isoterma, tanto para LP (0,348 mg g-1 e R2 0,75), quanto para LF (0,660 mg g-1 e R2 0,63). A dessorção ocorreu de forma exotérmica (-278,26 kJ mol-1 para LP e -104,21 kJ mol-1 para LF), com afinidade entre adsorvato e adsorvente, de forma espontânea e termodinamicamente favorável. Ainda, foi proposto mecanismo adsortivo por pontes de hidrogênio para o LP e por interação eletrostática para LF. Já o mecanismo dessortivo foi impedido principalmente pela quimiossorção presente. Por fim, com a realização dessa pesquisa pode-se concluir que o lodo de esgoto pode ser utilizado como adsorvente alternativo, pois as análises realizadas indicam seu bom desempenho no processo. Sewage sludge is considered an environmental liability due to the amount generated and the problem in the destination. An alternative destination for this waste would be its transformation into biochar to be used to remove other pollutants, such as synthetic dyes. Most of these dyes are difficult to degrade and when present in effluents that are discarded in water bodies, they can cause damage to aquatic fauna and flora. In this sense, the objective of this research was to investigate the adsorptive and desorption capacity of previously pyrolyzed (LP) and functionalized (LF) sewage sludge in the removal of Reactive Black 5 dye. The adsorbents were characterized using physical, chemical, and textural analyzes. Subsequently, kinetic tests were performed according to statistical planning using the factorial central rotational composite design (DCCR) 23, varying the pH of the solution, test temperature, and mass of adsorbent. The adsorption equilibrium tests employing isotherms and determination of thermodynamic properties were performed based on the optimal condition verified by the desirability in statistical planning. In the desorption, regenerating solutions were tested, the best being used in the desorption, as well as in the adsorption/desorption cycles. For continuous flow adsorption, DCCR 23 was performed, varying the input flow, RB 5 concentration and adsorbent mass. In the optimum condition obtained in the planning, textile effluent and textile effluent fortified with RB 5 were treated. The same was applied for the optimal condition obtained in batch adsorption kinetics. With the realization of the physical, chemical, and textural characterizations it was found that the adsorbents showed characteristics of mesoporosity and that the pores present in the material are larger than the dye molecule, which shows the adsorption capacity of the proposed alternative adsorbents. The adsorption efficiencies obtained for the adsorbents under the optimal conditions obtained by the desirability were 72% for LP and 99% for LF. In adsorption, the best fit of the experimental data was obtained for the pseudosecond order kinetic model (R2> 0.98) for both adsorbents. As for the investigation of adsorptive capacity, the Sigmoid and Wu models were adjusted for LP and LF, respectively. The adsorption process occurred exothermic (-327.86 kJ mol-1) for LP and endothermic (23.03 kJ mol-1) for LF, and for both adsorption was spontaneous and thermodynamically favorable. In the desorption process, the best fit was obtained for the pseudo-second order model (0.326 and 1.233 mg g-1 for LP and LF, respectively) and the Langmuir model was the one that best fit the data in the isotherm, both for LP (0.348 mg g-1 and R2 0.75), and for LF (0.660 mg g-1 and R2 0.63). Desorption occurred exothermically (-278.26 kJ mol-1 for LP and – 104.21 kJ mol-1 for LF), with spontaneous and thermodynamically favorable affinity between adsorb and adsorbent. Also, an adsorptive mechanism by hydrogen bonds for LP and electrostatic interaction for LF was proposed. The desorption mechanism was prevented mainly by the present chemosorption. Finally, with the completion of this research, it can be concluded that sewage sludge can be used as an alternative adsorbent, as the analyzes performed indicate its good performance in the process.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O p-nitrofenol (PNF) é um composto químico nitroaromático tóxico, mutagênico e recalcitrante em compartimentos ambientais. A eletrocoagulação (EC) tem se mostrado um método eficiente para remoção de poluentes tóxicos. Pela eletrodissolução de ânodos de sacrifício e redução catódica da água, espécies coagulantes são formadas in situ, levando a adsorção dos poluentes nos coagulantes formados. Adicionando agentes oxidantes, como por exemplo persulfato de sódio nos processos de EC é possível aumentar a eficiência na remoção de poluentes tóxicos e recalcitrantes de soluções aquosas. Neste trabalho foi avaliado o processo da EC para remoção do PNF em solução aquosa em um reator air-lift cilíndrico (15 L de volume útil) com recirculação interna, utilizando eletrodos de alumínio e ferro, separadamente. Os eletrodos foram ligados em modo monopolar em série, e conectados a uma fonte de alimentação de corrente contínua. Para otimizar o processo de tratamento foi realizado planejamento experimental fatorial 2³ para avaliar os efeitos das variáveis pH inicial (pHi), densidade de corrente (j) e concentração do PNF (CPNF), tendo como variável resposta a eficiência de remoção do PNF e liberação de metal residual após 10800 s de tratamento. A partir da condição ótima apresentada para os eletrodos de Fe foram realizados experimentos com a adição de persulfato de sódio (PS) em diferentes concentrações (2380,8; 1190,3; 476,1 mg L-1). O efeito da adição do PS foi verificado na presença de corrente elétrica (EC + PS) e na ausência corrente elétrica (Fe0 + PS). Para os ensaios com agentes oxidantes também foram verificados os efeitos do ânion bicarbonato no processo. Para os processos de EC, observado o ajuste dos dados de remoção de PNF ao modelo cinético de primeira ordem. A remoção máxima do PNF atendendo os padrões de lançamento de Al e Fe em efluentes foi observado em pHi = 5,22, j = 8,06 mA cm-2 e CPNF = 14,12 mg L-1. A eficiência de remoção do PNF foi de 61% (k = 8,43(0,19)10-5 s-1) com eletrodos de Al e de 69% (k = 10,28(0,36)10-5 s-1) com eletrodos de Fe em 10800 s de reação. Para os ensaios com PS, foi possível observar a degradação do PNF mesmo na ausência de corrente elétrica, devido a processos de ativação heterogênea do agente oxidante. Com a adição de 2380,8 mg L-1 de PS foi possível observar constantes cinéticas k = 7,56(0,24)10-4 s-1 para o processo Fe0 + PS e k = 7,88(0,28)10-4 s-1 para o processo EC + PS. A adição de PS apresentou uma economia de 81% na energia elétrica empregada no processo. Os resultados demostraram maiores benefícios na utilização de eletrodos de Fe, devido a maiores eficiências de remoção e maior compatibilidade ambiental. The p-nitrophenol (PNP) is a hazardous nitroaromatic synthetic compound, with mutagenic and recalcitrant characteristics in environmental compartments. The electrocoagulation processes (EC) have arisen as an efficient method for hazardous pollutant removal. As a result of sacrificial anodes dissolution and cathodic water reduction, coagulant species are formed in situ leading to charge neutralization and pollutant adsorption in the formed coagulant. Coupling EC with chemical oxidants like sodium persulfate can increase the removal of toxic and recalcitrant pollutants in aqueous solution. In this issue, the present work aimed to optimize the EC process for PNP removal in aqueous solution. The process was carried out in a 15 L cylindrical air-lift reactor with internal recirculation using four aluminum or iron electrodes in monopolar arrangement connected to a DC power supply. For this optimization, a 2³ factorial experimental design was performed to evaluate the effects of the initial pH (pHi), current density (j), and concentration of PNP (CPNF), having as response variable the efficiency of PNP removal and soluble metal residual concentration after 10800 s of treatment. For the optimal condition with Fe electrodes experiments were carried out with the addition of sodium persulfate (PS) in different concentrations (2380.8, 1190.3, 476.1 mg L-1). The effect of SP was verified in the presence of electrical current (EC + PS) and in its absence (Fe0 + PS). For the experiments with oxidizing agents, the effect of bicarbonate anion was verified in the process. For EC process was verified the adjust of data to a first-order kinetic model. PNP removal meeting environmental standards of Al e Fe discharges in wastewater was verified in pHi = 5.22, j = 8.06 mA cm-2 and CPNF = 14.12 mg L-1, for both electrodes. For Al electrodes maximum removal efficiency observed was 61% (k = 8,43(0,19)10-5 s-1), and 69% (k = 10.28(0.36)10-5 s-1) for Fe electrodes in 10800 s of reaction. For PS experiments it was observed PNP degradation even in the absence of electrical current between electrodes, due to PS heterogeneous activation. In a PS concentration of 2380.8 mg L- 1 was achieved kinetic constants k = 7.56(0.24)10-4 s-1 for Fe0 + PS process, and k = 7.88(0.28)10-4 s-1 for EC + PS process. PS presence in EC process led to an 81% less electrical energy consumption in the process. Results showed better advantages for Fe electrodes utilization, due to its higher removal efficiencies and higher environmental compatibility.

Aproveitando-se dos estudos acerca da Câmara Bioclimática de Baixo Custo (CBBC), a presente pesquisa busca elaborar um diagnóstico de aspectos positivos e negativos, com foco no conforto ambiental, avaliando a relação entre aspectos térmicos e lumínicos e a percepção do usuário em dois períodos de características climáticas distintas. Em funcionamento desde fevereiro de 2018, a CBBC instalada em Curitiba/PR é a primeira câmara climática brasileira dedicada a estudos de conforto ambiental. De característica semi-controlada, constitui-se de dois módulos, configurados de forma similar ao espaço de um escritório, projetados sobre apoios giratórios os quais permitiram testar o efeito de diferentes situações climáticas sobre 263 participantes voluntários. Estes, foram submetidos a dois questionários. O primeiro, um teste psicológico que qual buscou avaliar diferenças na capacidade de resposta relacionadas às condições ambientais. O segundo buscou levantar aspectos subjetivos percebidos pelos voluntários em relação aos diferentes aspectos aos quais estes foram submetidos. A partir dos dados levantados, verificou-se como as variáveis objetivas de conforto levantadas influenciaram na percepção do ambiente construído. Como principais resultados encontrados, demonstra-se que a obtenção direta do PMV, conforme descrito em norma, superestima os dados de percepção térmica relatados pelo grupo em questão. Quanto a percepção lumínica, nota-se maior heterogeneidade de respostas quando as análises foram realizadas sob condições intermediárias de nebulosidade (FEW, SCT e BKN), em qualquer das configurações dos módulos. A aplicação do teste psicológico G-38 demonstrou melhores resultados na campanha verão. Por fim, o confrontamento estatístico dos dados por meio da Análise de Variância validou diferenças significativas de percepção do usuário nos diferentes cenários propostos, ressaltando a complexidade e a interdisciplinaridade da matéria. As avaliações e processos aplicados ajudam municiar o Grupo de Trabalho (GT-CBBC) com informações que tragam o aprimoramento da CBBC. Expanding the knowledge of existing studies in relation to the Cost-effective Bioclimatic Chamber (CBBC), this research seeks to elaborate a comprehensive diagnosis of positive and negative aspects in the use of the CBBC. The research focus is on environmental comfort and the evaluation of the relationship between thermal and luminous aspects, inclusive of human behavior, in two distinctly characterized climatic periods. In operation since February 2018, the CBBC installed in Curitiba – PR is the first Brazilian climate chamber dedicated to environmental comfort studies. With semicontrolled features, the chamber consists of two modules configured similarly to the space of a small office, constructed over rotating support structures. This allows for the testing of the space under the effect of different climatic settings on 263 participants who completed two questionnaires. The first, a psychological test, sought to assess differences in responsiveness related to environmental conditions. The second, a practical evaluation, sought to raise subjective aspects perceived by the volunteers in relation to the different chamber settings to which they were presented. From this analysis, it was possible to observe how the presented comfort variables as well as the result of the applied psychological test influenced the participant’s perception of the chamber environment. The outcomes achieved demonstrate that the directly obtained PMV results overestimate the thermal perception data reported by the studied group. Regarding the light perception, there is a greater heterogeneity of responses when the analysis was performed under intermediate conditions of cloudiness (FEW, SCT and BKN), in any of the module configurations. The application of the psychological test G- 38 demonstrated better results in the summer campaign. Finally, the statistical comparison of the data through the Analysis of Variance validated significant differences in the user’s perception in the different proposed scenarios, highlighting the complexity and interdisciplinarity of the subject. The study also seeks to provide the Working Group (GT-CBBC) with results that could positively influence the operation of the CBBC.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste estudo foi avaliado o comportamento de um sistema de wetland construído tidal flow (WCTF) operado sob variação do tempo de cheia na remoção de matéria carbonácea, nitrogenada e fosforada e sua influência na composição da comunidade microbiana ao tratar as águas de um córrego antropizado. O WCTF (117 L) foi preenchido com fragmentos de blocos de cerâmica vermelha (44% de porosidade) e vegetado com a macrófita Althernanthera philoxeroides (32 plantas m-2). Após 94 dias de estabilização do sistema foram avaliadas quatro etapas operacionais com variação da carga hidráulica volumétrica aplicada de 4,68×10-2, 5,85×10-2, 7,8×10-2 e 1,17×10- 1 m³ d-1 nas etapas E1 (48 h cheio/ 12 h vazio), E2 (36 h cheio/ 12 h vazio), E3 (24 h cheio/ 12 h vazio) e E4 (12 h cheio/ 12 h vazio), respectivamente. Não foi identificada diferença significativa (p > 0,05) nas eficiências de remoção da DQO bruta (66 a 94%), DQO filtrada (57 a 93%), NTK (60 a 86%), N-Amon (58 a 87%) e NT (53 a 78%) entre as etapas. As concentrações médias do nitrito e nitrato nas amostras do efluente das quatro etapas foram inferiores a 0,016 mg L- 1 e 5,76 mg L- 1, respectivamente. Elevada remoção de PT foi obtida em 48 h de cheia, com média de 79%. A taxa de carregamento orgânico em termos de PT foi um fator limitante na sua remoção, que reduziu gradativamente com a redução do tempo de cheia e variou de 16 a 84%. A conversão de carbono e nitrogênio possivelmente realizada por bactérias do filo Proteobacteria (classes Alpha, Beta e Gamma) em 48 h e 36 h de cheia, pode ter sido desempenhada por bactérias de Proteobacteria e Acidobacteria em 24 h e 12 h, entre outros táxons identificados em menores percentagens como Nistrospira, envolvido na remoção de nitrogênio. A estrutura da comunidade bacteriana foi influenciada pelo tempo de cheia, mas a interação entre os microrganismos nas Etapas E1, E2, E3 e E4 propiciou similar desempenho na remoção da matéria orgânica em termos de DQO e NT. No balanço de massa foi observado que a A. philoxeroides foi responsável pela remoção de 2,1% de NT e 2,7% de PT do total removido pelo sistema, e o baixo desempenho da macrófita foi atribuído à alimentação intermitente. A remoção total do NT pelo sistema foi de 65,10%, atribuído principalmente à adsorção no material filtrante e ao metabolismo microbiano durante o repouso do leito, período no qual o ar atmosférico preenchia os poros do sistema. In this study, the behavior of a Tidal flow Constructed Wetland (TFCW) under variation of the flood time in the removal of carbonaceous, nitrogenous and phosphorous matter and its influence on microbial community structure when treating anthropized stream water was evaluated. The WCTF (117 L) was filled with fragments of red ceramic blocks (44% porosity) and vegetated with the macrophyte Althernanthera philoxeroides (32 plants m-2). After 94 days of system stabilization, four operational stages were evaluated with volumetric hydraulic loads of 4,68×10-2, 5,85×10-2, 7,8×10-2 e 1,17×10- 1 m³ d-1 in stages E1 (48 h full / 12 h empty), E2 (36 h full / 12 h empty), E3 (24 h full / 12 h empty) and E4 (12 h full / 12 h empty), respectively. No significant difference was observed (p> 0.05) in the removal efficiencies of raw COD (66 to 94%), filtered COD (57 to 93%), TKN (60 to 86%), N-Amon (58 to 87 %) and TN (53 to 78%) between stages. The average concentrations of nitrite and nitrate in the samples of the effluent from the four stages were lower than 0.016 mg L-1 and 5.76 mg L-1, respectively. High PT removal was obtained in 48 h of the flood, with an average of 79%. The organic loading rate in terms of PT was a limiting factor in the removal of PT, which reduced along with the reduction of flood time and varied from 16 to 84%. The conversion of carbon and nitrogen possibly carried out by bacteria of the phylum Proteobacteria (classes Alpha, Beta and Gamma) in 48 h and 36 h of the flood, may have been performed by bacteria of Proteobacteria and Acidobacteria in 24 h and 12 h, among others identified in smaller percentages like Nistrospira, involved in nitrogen removal. The bacterial community structure was influenced by the time of flood, but the interaction between microorganisms in Stages E1, E2, E3 and E4 provided a similar performance in the removal of organic matter in terms of COD and NT. In the mass balance was observed that A. philoxeroides was responsible for the removal of 2.1% of the TN and 2.7% of the TP from the total removed by the system, and the low performance of macrophyte was attributed to the intermittent feeding. The total removal of TN by was 65.1%, mainly attributed to adsorption in the filtering material and microbial metabolism during bed rest, a period in which atmospheric air filled the pores of the system.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O efluente da indústria têxtil é geralmente caracterizado por alto pH, cor intensa e salinidade extremamente alta. Devido às complexas características deste efluente, cada vez mais estudos vêm sendo desenvolvidos para seu tratamento. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de remoção do corante Reactive Black 5 pelos processos de ozonização e oxidação com persulfato de sódio. Para a ozonização foi feito um planejamento fatorial 22 com as variáveis pH (2, 3,5, 7, 10,5 e 12) e vazão de O3 (5, 6,5, 10, 13,5 e 15 L min-1) e para oxidação com persulfato de sódio foi feito um fatorial 23 com as variáveis, pH (2, 4, 7, 10 e 12), temperatura (20, 28, 40, 52 e 60 °C) e concentração de persulfato de sódio (500, 905, 1500, 2095, 2500 mg L-1). O tempo de oxidação de ambos os processos foi de 60 minutos e ao longo do tempo foram analisadas as eficiências de remoção do corante. A produção de ozônio utilizada neste trabalho foi de 1,265 gO3 h-1 correspondente à vazão de ar de 15 L min-1 e transferência máxima de O3 para a solução de 60% em condições alcalinas (pH 12). Pela aplicação do delineamento de composto central rotacional (DCCR) pode-se determinar a condição ótima de pH (11,30) e vazão de O3 (14,31 L min-1) para 6 min de ozonização. Ao final de 60 min, a eficiência de remoção foi acima de 90% nas condições avaliadas. Na oxidação com persulfato de sódio, a eficiência de remoção máxima foi de 100% nos perfis realizados com temperatura superior a 40 oC, e na faixa ótima de pH 7,50, temperatura de 52 °C e concentração do PS de 1731 mg L-1 ao final de 60 minutos de tratamento. A cinética para os dois processos de tratamento resultou em pseudo-primeira ordem com constante cinética para oxidação com persulfato de sódio de k = 0,1798 min-1 e para ozonizaçãode de k = 0,1358 min-1. A concentração de sulfato aumentou ao longo do tempo de tratamento em 298 mg L-1 ao final dos 60 min de tratamento. Não foi verificada presença de metais nas amostras avaliadas, indicando a não influência da resistência na ativação do persulfato de sódio. De acordo com as análises cromatográficas para determinação de subprodutos, foi determinado benzeno etenil-sulfonil como produto intermediário da ozonização e da oxidação com persulfato de sódio e em ambos os tratamentos foi possível observar que o pico deste subproduto diminiu ao longo do tempo. Ao longo deste trabalho pode-se observar que tanto a ozonização quanto a oxidação com persulfato de sódio apresentaram resultados eficientes na oxidação do corante têxtil RB 5. Industrial textile effluent is generally characterized by high pH, intense color and extremely high salinity. Due to the complex characteristics of this effluent, more studies are being developed for its treatment. This study sought to evaluate the removal efficiency of Reactive Black 5 dye by ozonation and oxidation with sodium persulfate. For the ozonation a factorial design 22 was made with the variables pH (2, 3.5, 7, 10.5 and 12) and O3 flowrate (5, 6.5, 10, 13.5 and 15 L min-1), and to the oxidation with sodium persulfate, a a factorial design 23 prepared with the variables pH (2, 4, 7, 10 and 12), temperature (20, 28, 40, 52 and 60 °C) and sodium persulfate concentration (500, 905, 1500, 2095, 2500 mg L-1). The oxidation time of both processes was 60 minutes and the dye removal efficiencies over time were analyzed. The ozone production used in this study was 1.265 gO3 h-1 corresponding to air flowrate of 15 L min-1 and maximum O3 transfer to the solution of 60% in alkaline conditions (pH 12). By applying the central compound design (CCRD) the optimal condition of pH (11.30) and O3 flow (14.31 L min-1) for 6 min of ozonation was determined. At the end of 60 min the removal efficiency was above 90% to the evaluated conditions. For the oxidation with sodium persulfate, the maximum removal efficiency was 100% in the profiles with temperature above 40 oC, and in the optimum range of pH of 7.50, temperature of 52 °C, and concentration of SP of 1,731 mg L-1 after 60 minutes of treatment. The kinetics for both treatment processes resulted in pseudo-first order with kinetic constant to the sodium persulfate oxidation of k = 0,1798 min-1 and to the ozonation of k = 0,1358 min-1. Sulphate concentration increased over the treatment in 298 mg L-1 at the end of 60 minutes of treatment. No presence of metals was verified in the evaluated samples, indicating no influence of the resistance on the sodium persulfate activation. According to the chromatographic analysis to the determination of byproducts, ethenyl sulfonyl benzene was determined as an intermediate product of ozonization and sodium persulfate oxidation and in both treatments it was observed that the peak of this byproduct decreased over the time. Both ozone and sodium persulphate oxidation showed efficient results in the oxidation of textile dye RB 5.

Sistemas alagados construídos (SACs) são alternativas de engenharia para o tratamento de águas residuárias. Esses sistemas vêm sendo empregados há alguns anos, devido à facilidade de operação e manutenção e ao baixo custo de implantação. Entretanto, ainda são limitadas as pesquisas relacionadas à hidrodinâmica de tais sistemas. Dessa forma, neste estudo teve-se como objetivo avaliar o comportamento hidrodinâmico de SACs por meio da injeção de três traçadores, e a partir dos resultados determinar o grau de dispersão dos sistemas por meio dos modelos de escoamento tanques em série e escoamento disperso. Realizou-se uma revisão com intuito de se obter as principais características na condução de estudos hidrodinâmicos em SACs. O experimento foi realizado com a injeção de três traçadores (cloreto de lítio, dextrana azul e rodamina WT) em três SACs de escoamento horizontal subsuperficial, sendo dois plantados (SAC 1 e SAC 2 ) com Eichhornia crassipes e um sistema sem plantas (SAC 3 ). Os SACs apresentavam 0,60 m de altura, 0,50 m de largura e 2,00 m de comprimento, o preenchimento se deu até a altura de 0,25 m, o nível da água foi mantido a 0,05 m abaixo da superfície do material suporte. Esses recipientes foram preenchidos com brita “número zero” e alimentados com água proveniente de uma das represas do ribeirão São Bartolomeu, localizada na UFV. A vazão de entrada era de 96,7 L d -1 , e os sistemas possuíam tempo de retenção hidráulica teórico de 1 dia. Os resultados demonstraram que a massa recuperada da rodamina WT e do lítio foram maiores que 80% em todos os três sistemas, indicando que esses testes foram considerados aceitáveis para a condução de estudo hidrodinâmico. Já a taxa de recuperação da dextrana azul foi maior que 200% em todos os três SACs, o que não torna confiável os dados obtidos com esse traçador. O tempo de retenção hidráulica real foi maior que o tempo de retenção hidráulica nominal, em todos os SACs para os três traçadores, como já verificado em outros estudos. Os dados foram submetidos a metodologias de normalização para avaliação o efeito da variação da vazão na curva de distribuição de tempo de retenção, onde não foram verificadas diferenças. Os índices hidráulicos determinados revelaram baixo grau de curtos-circuitos, boa eficiência hidráulica e mistura nos sistemas. Os sistemas apresentaram grau de dispersão moderada, o que está de acordo com os resultados obtidos pelos índices hidráulicos. Palavras-chave: Estudo hidrodinâmico. Traçadores. Wetlands Constructed wetlands (CW) are engineering alternatives to wastewater treatment. These systems have been in use for a few years, because of its ease of operation and maintenance and the low cost of deployment. However, research related to hydrodynamics of such systems is still limited. Thus, the objective of this study was to evaluate the hydrodynamics of CW through the injection of three tracers, and from the results determine the degree of dispersion of the systems by means of flow models of tanks in series and dispersed flow. A review was carried out in order to obtain the main characteristics in the conduction of hydrodynamic studies in CW. The experiment was carried out with three tracers (lithium chloride, blue dextran and rhodamine WT) in three subsurface horizontal flow CW, two planted (CW 1 and CW 2 ) with Eichhornia crassipes and a system without plants (CW 3 ). The CW were 0.60 m high, 0.50 m wide and 2.00 m long, filling up to 0.25 m height, the water level was maintained 0.05 m below the surface of the carrier material. These containers were filled with fine gravel and fed with water from one of the São Bartolomeu river dams, located at UFV. The inlet flow rate was 96.7 L d -1 , and the systems had a theoretical hydraulic retention time of 1 day. The results demonstrated that the mass recovered from Rhodamine WT and Lithium were greater than 80% in all three systems, indicating that these tests were considered acceptable for conducting a hydrodynamic study. The recovery rate of Dextrana blue was greater than 200% in all three CW, which makes the data obtained with this tracer unreliable . The actual hydraulic retention time was greater than the nominal hydraulic retention time in all CW for the three tracers, as has already been reported in other studies. The data was submitted to standardization methodologies to evaluate the effect of flow variation on the retention time distribution curve, where no differences were observed. Hydraulic indices revealed low degree of short circuits, good hydraulic efficiency and mixing in the systems. The systems presented moderate degree of dispersion, which is in agreement with the results obtained by the hydraulic indices. Keywords: Hydrodynamic study. Tracers. Wetlands

Wetlands construídos (WC) são uma importante opção no tratamento de esgotos sanitários que entretanto carecem de otimização da área ocupada a fim de atender com eficiência o tratamento proposto. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da profundidade do meio suporte de wetlands construídos de fluxo subsuperficial vertical com escoamento ascendente no tratamento de esgotos sanitários a partir da fase inicial do tratamento. O experimento é composto por três wetlands (WC 1, WC 2 e WC 3) em escala piloto cada um com área superficial de 0,22 m² e diferente profundidade (0,45 m; 0,73 e 1,60 m) de meio suporte composto de fragmentos de blocos cerâmicos. Mudas de capim vetiver foram plantadas nos sistemas com densidade de 23 plantas m-2. Os sistemas foram avaliados por metodologias clássicas com determinação da temperatura, pH, turbidez (UNT), oxigênio dissolvido (OD), potencial de oxirredução (POR), demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO); nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal (N amon), nitrito (NO2-), nitrato (NO3- ) e fósforo total (P) em amostras do afluente e do efluente durante 152 dias (maio de 2018 a outubro de 2018). A composição elementar do material do bloco cerâmico (Si, O, Al, Ca, C e outros) associada às características da superfície irregular (sulcos, grânulos, porosidades e resistência) proporcionam propriedades de interesse no tratamento dos esgotos. O pH tanto do afluente quanto do efluente não sofreu influência das profundidades do meio suporte nos wetlands e não se verificou diferenças estatisticamente significativas neste parâmetro. Foi observado no monitoramento do POR e do OD, o ambiente anaeróbio nos sistemas, mas foram verificadas diferenças estatísticas significantes atribuídas ao WC 3 (pvalor= 0,001) em que se observou a condição anóxica junto a zona de raízes. A eficiência na remoção de cargas orgânicas em termos de DQO e de DBO teve os melhores índices médios observados no WC 3 com 37% e 24%, respectivamente. Foi verificada eficiência média na remoção do NTK de até 10%, no máximo 4% para nitrogênio amoniacal e tanto para nitrito quanto nitrato o melhor índice médio foi de 41% no WC 3. A remoção das cargas de fósforo foi maior no WC 3 (38%) em que se verificou diferenças estatísticas significativas (p-valor= 0,0043). O desenvolvimento das mudas do capim vetiver foi afetado por fatores climáticos e apresentaram baixos índices de crescimento, mas ao final do período de monitoramento observou-se bom desenvolvimento das plantas. No WC 3 verificou-se que as taxas de desenvolvimento foram superiores aos demais com 0,57 cm d-1 para crescimento da parte aérea e 11,5 mg d-1 para a TCR. Os três sistemas foram dimensionados para terem características operacionais similares, exceto na profundidade do meio suporte, maior no WC 3 (1,45 m) o qual apresentou os melhores resultados no desempenho global comparado ao WC 1 e o WC 2. Desse modo verificou-se possibilidade de otimização de wetlands construídos de fluxo vertical ascendente aumentando a profundidade do meio suporte constituído de blocos cerâmicos fragmentados. Constructed Wetlands (CW) are an important option on the treatment process of sanitary waste, however there is a lack of optimization around land use for the dedicated treatment area that is needed to maintain the effectiveness of any proposed treatment. The objective of this study was to evaluate if the depth of the support medium factors in the efficacy of treatment of sanitary waste through a newly built Vertical Up flow Constructed Wetland. The experiment consisted of three pilot scale constructed wetlands (CW 1, CW 2, CW 3) with a surface area of 0.22 m2 and different depths (0.45; 0.73 and 1.60 m) of the support medium which consisted of fragmented ceramic blocks. Vetiver grass seedlings were planted at a density of 23 plants m-2. The systems were evaluated through classical methodologies applied to samples of the effluent and affluent sources during 152 days (May of 2018 to October 2018): temperature measurement, pH, turbidity (NTU), dissolved oxygen (DO), redox potential (ORP), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), total Kjeldahl nitrogen (TKN), ammoniacal nitrogen (N Amon), nitrite (NO2-), nitrate (NO3-) and total phosphorus (P). The elemental composition of the ceramic block (Si, O, Al, Ca, C and others) associated to the irregular characteristics (grooves, granules, pores and resistance) grant beneficial characteristics to waste treatment. The pH of both the effluent and affluent was not influenced by the support medium’s depth and no significant statistical difference was observed through this parameter. During the ORP and DO monitoring, it was observed that the system had a majorly anaerobic environment but there were significant statistical differences attributed to CW 3 (p-value= 0.001) where anoxic conditions developed near the root zone. The optimal average removal efficiency of organic loads in the average removal of TKN was registered to be up to 10%, 4% for ammoniacal nitrogen and both nitrite nitrate had a better average removal on CW 3 at 41%. The removal of the phosphorus load was also higher on CW 3 (38%) where it presented significant statistical differences (p-value= 0.0043). The growth of the vetiver grass seedlings was affected by the weather and consequently had a low growth rate but at the end of the monitoring period it was found that the plants had developed well. In CW 3 the plants had a better development rate at 0.57 cm d-1 for the aerial portion and 11,5 mg d-1 for relative growth rate (RGR). The three systems where built to have similar operational characteristics aside from depth which was bigger on CW 3 (1.45 m). CW 3 showed the best global results when compared to the other two systems. With that in mind, the possibility of optimizing vertical up flow constructed wetland by increasing the ceramic block support medium’s depth was verified.

Nesta pesquisa foi avaliada a produção de biogás em um reator anaeróbio híbrido (UAHB) com dois separadores trifásicos tratando esgoto sanitário sintético. A configuração do reator é baseada em um reator de manta de lodo e fluxo ascendente (tipo UASB) e um filtro anaeróbio (com recheio de PVC) em um único compartimento. O reator foi confeccionado em vidro com dimensões de 1 m x 0,12 m x 0,2 m e volume útil de 22,1 L. A operação do reator foi dividida em 3 fases, sendo: 1a fase - TDH de 12 h e COV média de 0,6 kgDQO m-3 d-1; 2a fase - TDH de 10 h e COV média de 0,7 kgDQO m-3 d-1 e 3a fase - TDH de 8 h e COV média de 0,9 kgDQO m-3 d-1, na faixa de temperatura de operação de 14 a 21°C durante 225 dias. Os parâmetros utilizados para a avaliação do desempenho do reator foram: pH, temperatura (oC), alcalinidade total (mgCaCO3 L-1), ácidos voláteis (mgHAc L-1), eficiência de remoção de DQO em amostras brutas (%), eficiência de remoção de sólidos totais voláteis (%) e sulfato total (mg L-1). Foi desenvolvido um sistema automatizado para monitorar a temperatura do reator, a pressão na linha de gás e nos selos hídricos e a geração de biogás em cada separador trifásico. A variação da temperatura média de operação do reator foi de 18,7 ± 2,0°C, 16,8 ± 1,3°C e 19,4 ± 1,0°C e está diretamente relacionada à variação na eficiência de remoção de DQO bruta de 82,7%, 71,1% e 85,4% nos TDH de 12, 10 e 8 h, respectivamente. A produção média de biogás no leito móvel e leito fixo do reator foi de 1561 mL d-1 e 896 mL d-1 para TDH de 12 h, 1143 mL d-1 e 1268 mL d-1 para TDH de 12 h e 3643 mL d-1 e 841 mL d-1 para TDH de 8 h. A geração média total de biogás foi de 0,23, 0,22 e 0,23 m3 kgDQOremovida-1 d-1. Na fase 3, a concentração média de metano produzida por dia foi de 78% e a concentração média dos gases CO2, O2, H2S e H2 (somatória) foi de 6%. A produção de biogás nos coletores inferior e superior tem relação direta com a COV aplicada e normalmente é maior no leito móvel. Contudo, em temperaturas inferiores a 17,44°C a produção de biogás no leito fixo foi maior, indicando que o leito móvel do reator UAHB é mais suscetível a variações de temperatura do que o leito fixo. In this study the biogas production was evaluated in a hybrid anaerobic reactor (UAHB) with two three-phase separators treating synthetic sanitary sewage. The configuration of the reactor is based on an upflow sludge blanket reactor (type UASB) and an anaerobic filter (with polyvinyl chloride (PVC) media) in a single compartment. The reactor was built in glass with dimensions of 1 m x 0.12 m x 0.2 m and a working volume of 22.1 L. The operation of the reactor was divided into threephases, being: 1st phase - HRT of 12 h and mean OVL of 0.6 kgCOD m-3 d-1; 2nd phase - HRT of 10 h and mean VOL of 0.7 kgCOD m-3 d-1; and 3rd phase - HRT of 8 h and mean OVL of 0.9 kgCOD m-3 d-1 in the operating temperature range of 14 to 21°C for 225 days. The parameters used to evaluate the performance of the reactor were pH, temperature (oC), total alkalinity (mgCaCO3 L-1), volatile acids (mgHAc L-1), COD removal efficiency in raw samples (%), removal efficiency of total volatile solids (%) and total sulfate (mg L-1). An automated system was developed to monitor the reactor temperature, gas line pressure and water seals, and the generation of biogas in each three-phase separator. The variation of the average operational temperature of the reactor was 18.7 ± 2.0°C, 16.8 ± 1.3°C and 19.4 ± 1.0°C and is directly related to the variation in the COD removal efficiency of 82.7%, 71.1% and 85.4% in HRT of 12, 10 and 8 h, respectively. The average biogas production in the moving bed and fixed bed of the reactor was 1561 mL d-1 and 896 mL d-1 to HRT of 12 h, 1143 mL d-1 and 1268 mL d-1 to HRT of 10 h and 3643 mL d-1 and 841 mL d-1 to HRT of 8 h. The average total biogas generation was 0.23, 0.22 and 0.23 m3 kgCODremoved-1 d-1. In phase 3, the average concentration of methane produced per day was 78% and the average concentration of CO2, O2, H2S and H2 (sum) was 6%. The production of biogas in the lower and upper three-phase separators is directly related to the VOL applied and is usually higher in the moving bed. However, the biogas production in the fixed bed was higher at temperatures below 17.44°C, indicating that the moving bed of the UAHB reactor is more susceptible to the temperature variations than the fixed bed.

O lixiviado de aterro sanitário, popularmente conhecido como chorume, possui elevada concentração de matéria orgânica, substancias húmicas, nitrogênio amoniacal e compostos tóxicos, geralmente sendo necessária uma combinação de técnicas de tratamentos físicos, químicos e biológicos para o atendimento a padrões de lançamento vigentes. O objetivo foi avaliar o tratamento do lixiviado de um aterro sanitário por adsorção em cerâmica de argila e por processo Fenton. Avaliados inicialmente de maneira isolada, para a obtenção das melhores condições operacionais, e posteriormente de maneira combinada, com o intuito de comprovar a elevada eficiência dessas técnicas quando otimizadas. A cerâmica de argila foi utilizada como adsorvente e os resultados foram comparados com aqueles obtidos pelo carvão ativado, uma vez que se trata de um material já consolidado para esta finalidade. Tanto adsorção quanto Fenton foram executados em mesa agitadora com agitação constante de 150 rpm, temperatura de 25°C e tempo reacional máximo de 140 min. A técnica de delineamento de composto central rotacional (CCR) foi utilizada para a otimização dos fatores respostas. Na cerâmica de argila variou-se a faixa granulométrica entre 9,52 mm e 0,149 mm e massas de 5 g à 25 g. Para o carvão ativado a granulometria foi constante de 0,5 mm e as massas utilizadas variaram de 7 g a 23,5 g. O processo Fenton teve a concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2) e o tempo reacional otimizados, sendo que o ponto inicial foi relacionado com a quantidade estequiométrica de O2 necessária para a estabilização total da DQO. No chorume bruto a concentração de matéria orgânica em termos de DQO foi de 2495 mg L-1, 1588 mg L-1 de nitrogênio amoniacal, pH 7,84, fósforo 59,20 mg L-1 entre outros. A adsorção em cerâmica de argila proporcionou uma eficiência na remoção de cor superior a 55%, favorecida pelas partículas com tamanhos inferiores a 2,53 mm e tempo de médio de reação em 90 minutos. O carvão ativado atingiu uma eficiência de 80% de remoção de DQO, com a massa de 20 g de adsorvente e um tempo ideal de 90 minutos. No Processo Fenton obteve-se uma eficiência de 82% de remoção de DQO em um tempo de 45 min, sendo que a concentração ideal de peróxido de hidrogênio foi de 22,5 mg L-1. Através dos estudos cinéticos foi possível obter a melhor condição para o uso do adsorvente e do processo Fenton. Na combinação dos processos Fenton e adsorção com ambos adsorventes o tratamento atingiu uma eficiência global de 90% de remoção de DQO. Portanto, conclui-se que o tratamento estabelecido é promissor para esse efluente, porém há a necessidade de complementação com outras técnicas de tratamentos. The landfill leachate, popularly known as leachate, has a high concentration of organic matter, humic substances, ammoniac nitrogen and toxic compounds, generally requiring a combination of physical, chemical and biological treatment techniques to meet current release standards. The objective was to evaluate the treatment of leachate from a landfill by adsorption in clay pottery and by Fenton process. Initially evaluated in an isolated way, to obtain the best operational conditions, and later in a combined manner, in order to prove the high efficiency of these techniques when optimized. The clay pottery was use as adsorbent and the results were compare with those obtained by activated carbon, since it is a material already consolidated for this purpose. Both adsorption and Fenton were run in a shaker table with constant agitation of 150 rpm, temperature of 25 ° C and maximum reaction time of 140 min. The rotational central composite (CCR) delineation technique was use to optimize the response factors. In the clay ceramics, the granulometry was varied between diameters from 9.52 mm to 0.149 mm and masses from 5 g to 25 g. For the activated carbon the particle size was constant of 0.5 mm and the masses used ranged from 7 g to 23.5 g. The Fenton process had the optimum hydrogen peroxide concentration (H2O2) and the reaction time, and the starting point was relate to the stoichiometric amount of O2 required for the total COD stabilization. In the raw slurry the organic matter concentration in terms of COD was 2495 mg L-1, 1588 mg L-1 of ammoniac nitrogen, pH 7.84, phosphorus 59.20 mg L-1 among others. The clay adsorption gave a color removal efficiency greater than 55%, favored by particles with diameters of less than 2.53 mm and mean reaction time in 90 minutes. Activated carbon reached an efficiency of 80% of COD removal, with a mass of 20 g of adsorbent and an ideal time of 90 minutes. In the Fenton process, an efficiency of 82% of COD removal was obtained in a time of 45 min, with the ideal concentration of hydrogen peroxide being 22.5 mg L-1. Through the kinetic studies, it was possible to obtain the best condition for the use of the adsorbent and the Fenton process. In the combination of Fenton processes and adsorption with both adsorbents, the treatment achieved an overall efficiency of 90% COD removal. Therefore, concluded that the established treatment is promising for this effluent, but there is a need for complementation with other treatment techniques.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho foi avaliado o comportamento destes sistemas híbridos na remoção de matéria carbonácea, nitrogenada e fosfatada de esgotos sanitários. Cada sistema foi composto pela combinação de um Wetland construído de escoamento vertical seguido de um Wetland construído de escoamento horizontal, sendo um sistema plantado (SWC-P) com a macrófita aquática (Eichhornia crassipes) e um sistema apenas com areia e brita (SWC-NP). A este arranjo deu-se o nome de Sistema de Wetland Construído Híbrido (SWC). Os sistemas foram operados em duas etapas: Etapa I com TDH de 9 dias e Etapa II com TDH de 5 dias e mantidos a temperatura ambiente. Os parâmetros pH, Temperatura do líquido, Oxigênio Dissolvido (OD), Condutividade Elétrica, Potencial Redox (EH), Demanda Química de Oxigênio (DQO), nitrogênio total Kjeldahl (NTK), Nitrogênio Amoniacal (N-Amon), Nitrito (N-NO2 - ), Nitrato (N-NO3 - ), e Fósforo Fosfato (PPO4 -3 ) foram determinados em amostras do afluente e efluente de cada sistema. O afluente utilizado na alimentação dos SWCs foi classificado como esgoto sanitário ―fraco‖ em termos de matéria carbonácea (DQO) e ―médio‖ para NTK e P-PO4 -3 . As melhores eficiências de remoção de DQO (13,63 g m -2 d -1 ), P-PO4 -3 (1,52 g m -2 d -1 ), N-NO2 - (0,01 g m -2 d -1 ), N-NO3 - (0,26 g m -2 d -1 ) foram verificadas no SWC-P na Etapa II com 83, 95, 80 e 52%, respectivamente; e de NTK (5,46 g m -2 d -1 ) e N-Amon (4,42 g m -2 d -1 ) na Etapa I com 73 e 88% no SWC-P. A absorção do NT e PT pela E. Crassipes resultou em 11,77 e 10,37 g m -2 na unidade vertical e 6,12 e 6,92 g m -2 na unidade horizontal, com maior participação das raízes de 6,35 e 6,55 g m -2 nas unidades verticais e 2,45 e 3,05 g m -2 nas unidades horizontais, respectivamente. Remoções de 4,65 e 5,59 unidades logarítmicas de coliformes termotolerantes foram alcançadas nos SWC-P e SWC-NP, respectivamente. Na incorporação da fibra da macrófita em blocos de concreto foi possível observar que a força aplicada na deformação à compressão (fibra 56 kN e referência 42 kN) foi maior que a força aplicada na deformação à flexão. Não foi verificada influência da evapotranspiração. No sistema plantado foi removida carga de NT de 1622,43 g m -2 com contribuição da planta de 17,89 g m -2 , resultando na carga remanescente de 85,21 g m -2 para carga aplicada de 1725,53 g m -2 ; e de PT de 35,22 g m -2 com contribuição da planta de 17,29 g m -2 , resultando na carga remanescente de 170,33 g m -2 para carga aplicada de 222,84 g m -2 . A Eichhornia Crassipes desempenhou papel importante na remoção do nitrogênio, variando em função das condições operacionais (cargas aplicadas e direção do fluxo), dependendo, também da quantidade da biomassa produzida. In this study, the behavior of hybrid constructed wetlands were evaluated in the removal of carbonaceous, nitrogenous and phosphorous matter from sewage. Each system consisted in the combination of a vertical-flow constructed wetland followed by a horizontal-flow constructed wetland, one being vegetated (CW-P) with macrophyte (Eichhornia crassipes) and one system only with sand and gravel (CW-UP). These arrangements are henceforth called hybrid constructed wetland (CW). The systems operated in two stages: Stage I with HRT of 9 days and Stage II with HRT of 5 days, and kept at room temperature. The pH, temperature of the liquid, dissolved oxygen (DO), electrical conductivity (EC), oxidation-reduction potential (EH), Chemical Oxygen Demand (COD), total Kjeldahl nitrogen (TKN), total ammonia nitrogen (TAN), nitrite (N-NO2 - ), nitrate (N-NO3 - ), and phosphate phosphorus (P-PO4 -3 ) were determined in samples from the influent and effluent of each system. The wastewater used to feed the CWs was classified as ―week‖ sewage in terms of carbonaceous matter (COD) and ―medium‖ for TKN and P-PO4 -3 . The best removal efficiencies of COD (13.63 g m -2 d -1 ), PPO4 -3 (1.52 g m -2 d -1 ), N-NO2 - (0.01 g m -2 d -1 ) were verified in CW-P in Stage II with 83, 95, 80 and 52%, respectively; and TKN (5.46 g m -2 d -1 ) and TAN (4.42 g m -2 d -1 ) in Stage II with 73 and 88% in CW-P. The absorption of TN and TP by E. crassipes resulted in 11.77 and 10.37 g m -2 in the vertical unity and 6.12 and 6;92 g m -2 in the horizontal unity, with major role of the roots – 6.35 and 6.55 g m -2 in the vertical unity and 2.45 and 3.05 g m -2 in the horizontal unity, respectively. Removal of 4.65 and 5.59 logarithmic unities of thermotolerant coliforms were achieved in CW-P and CW-UP, respectively. For the incorporation of fibers from the macrophyte, it was possible to observe that the applied force to compressive stress (56 kN and 42 kN) was superior than the applied force to tensile stress. In the planted system a TN load of 1622.43 g m -2 was removed with plant contribution of 17.89 g m -2 , resulting in residual load of 82.21 g m -2 for the applied load of 1725.53 g m -2 ; and a PT load of 35.22 g m -2 was removed with plant contribution of 17.29 g m -2 , resulting in residual load of 170.33 g m -2 for the applied load of 222.87 g m -2 . Eichhornia crassipes had important role in the removal of nitrogen, varying in function of the operational conditions (applied loads and flow), depending also on the produced biomass.

O presente projeto de pesquisa tem como objetivo desenvolvimento de um Modelo Matemático Simplificado para Leito Fixo (MMSLF) para perfis de amostragem temporais e espaciais utilizando dados físico-químicos de filtros anaeróbios obtidos por Baettker (2015). A modelagem matemática é capaz de prever possíveis situações que ocorrem na prática, bem como, descrever o comportamento dinâmico do sistema possibilitando sua melhoria e otimização. Alguns trabalhos envolvendo modelagem matemática são baseadas em reações presentes no processo de digestão anaeróbia e outros englobam as características hidrodinâmicas do sistema. Nesta pesquisa, foram utilizados dois filtros anaeróbios com diferentes meios suportes e operados com diferentes valores de Tempo de Detenção Hidráulica (TDH). Com base nos dados físico-químicos e hidrodinâmicos obtidos por Baettker (2015) foi possível determinar as equações de balanço de massa para perfis de amostragem temporal e espacial, bem como, a realização de simulações matemáticas utilizando o software MATLAB®. A otimização da constante cinética de 1ª ordem para os perfis temporais foi realizada com base na comparação entre os dados de Demanda Química de Oxigênio (DQO) experimental e simulados por meio de análises estatísticas. Já nos perfis espaciais os valores de k1 foi determinada através da equação de degradação de substrato considerando cinética de primeira ordem. Os valores de k1 foi equivalente a 0,4 h -1 em todas as condições operacionais e isso provavelmente ocorreu devido a estabilidade do sistema proporcionada pelo crescimento de biomassa de forma aderida. Através da amplitude entre os valores de DQO experimental e simulada, verificou-se que o filtro anaeróbio com cerâmica de argila apresentou maior resistência quando submetido a sobrecarga hidráulica de 50%. Nos perfis espaciais os valores de k1 variaram de 0,44 a 0,25 h -1 para o filtro anaeróbio com borracha de pneu e 0,37 a 0,21 h -1 com cerâmica de argila quando operados com TDH igual a 8 h. Quando operados com TDH igual a 4 h, os valores de k1 variaram de 0,68 a 0,38 h -1 para o filtro anaeróbio com borracha de pneu e 0,75 a 0,32 h -1 para o filtro com cerâmica de argila. Além disso observou-se que ao longo dos filtros anaeróbios, os valores de k1 diminuía, indicando a redução da atividade de microrganismos decorrente da diminuição de matéria orgânica. A partir dos dados de amplitude, verificou-se que nos perfis espaciais, o filtro anaeróbio com borracha de pneu mostrou ser mais resistente à aplicação da redução de TDH em 50%. De modo geral, o MMSLF foi capaz de gerar dados de DQO simulada foram coerentes com os dados de DQO experimental e mostrou ser ferramenta útil e eficiente na compreensão de processos de degradação de matéria orgânica em sistemas de tratamento com biomassa aderida. The present research project aims to develop a Simplified Mathematical Model for Fixed Bed (SMMFB) for temporal and spatial sampling profiles using physicochemical data of anaerobic filters obtained by Baettker (2015). The mathematical modeling can predict possible situations that occur in practice, as well as describe the dynamic behavior of the system, allowing for its improvement and optimization. Some works involving mathematical modeling are based on reactions present in the anaerobic digestion process and others include the hydrodynamic characteristics of the system. In this research, two anaerobic filters with different support media were used and operated with different Hydraulic Detention Time (HTD) values. Based on the physicochemical and hydrodynamic data obtained by Baettker (2015) it was possible to determine mass balance equations for temporal and spatial sampling profiles, as well as mathematical simulations using MATLAB® software. The optimization of the first order kinetic constant for the temporal profiles was performed based on the comparison between experimental and simulated Oxygen Demand (COD) data by means of statistical analyzes. In the spatial profiles the values of k1 were determined through the substrate degradation equation considering 1 st order kinetics. The values of k1 were equivalent to 0.4 h-1 in all operating conditions and this was probably due to the stability of the system provided by adhered biomass growth. Through the amplitude between the values of experimental and simulated COD, it was verified that the anaerobic filter with clay pottery presented greater resistance when subjected to hydraulic overload of 50%. For spatial profiles the values of k1 varied from 0.44 to 0.25 h-1 for the anaerobic filter with tire rubber and 0.37 to 0.21 h -1 with clay pottery when operated with HDT equal to 8 h. When operated with HDT equal to 4 h, the values of k1 ranged from 0.68 to 0.38 h -1 for the anaerobic filter with tire rubber and 0.75 to 0.32 h -1 for the anaerobic filter with clay pottery. In addition, it was observed that along the anaerobic filters, the values of k1 decreased, indicating the reduction of the microorganisms activity due to the decrease of organic matter. From the amplitude data, it was verified that in the spatial profiles, the anaerobic filter with tire rubber showed to be more resistant to the application of the reduction of TDH in 50%. In general, the MMSLF was able to generate simulated COD data coherent with the experimental COD data. It proved to be an efficient and useful tool in understanding the degradation processes of organic matter in adhered biomass treatment systems.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Foram avaliados wetlands construídos (WC) preenchidos com brita (WC-B e WC-BP), argila expandida (WC-A e WC-AP) e tijolo (WC-T e WC-TP), e um CW com Eichhornia crassipes flutuante (WC-MF) no tratamento de efluente sintético simulando esgotos sanitários em batelada com ciclos de 48 h-48 h-72 h. Temperatura, pH, oxigênio dissolvido, potencial de oxirredução, alcalinidade total, ácidos voláteis, ácido acetilsalicílico (AAS), demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal (NAT) e fósforo total (PT) foram determinados em amostras do afluente e efluente. A degradação da matéria carbonácea foi avaliada com modelos cinéticos de primeira ordem ajustados a dados experimentais de ensaios cinéticos. A adsorção e dessorção de fósforo foram determinadas em tijolo. Os teores de nitrogênio total (NT) e fósforo total (PT) foram determinados na biomassa seca das plantas utilizadas nos sistemas vegetados. O melhor desempenho global foi observado no WC-TP, com remoções de 8,84 gDQO m-2 , 1,92 gNTK m-2 , 0,37 gNATm-2 e 0,98 gPT m-2 e de 92% do AAS. O modelo proposto por Brasil et al. (2007) melhor se ajustou aos dados cinéticos de DQO, principalmente no WC-AP (kB 1,61 d -1 ; n 0,35; R2 0,992) e os modelos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem aos dados da cinética de equilíbrio do fósforo (R2 0,98). As isotermas de Langmuir e Freundlich se ajustaram aos dados experimentais (R2 0,99) com adsorção máxima de 2,27 mgP g -1 e coeficiente fm de 0,853, indicador de alta capacidade de retenção no tijolo. Maiores teores de NT (17,13 g) e PT (10,54 g) foram notados na biomassa proveniente do WCMF ao fim do período experimental. Constructed wetlands (CW) filled with gravel (CW-G and CW-GP), light expanded clay (CW-C and CW-CP), clay bricks (CW-B and CW-BP) and one with floating Eichhornia crassipes (CW-FM) were evaluated in the treatment of synthetic wastewater simulating sanitary sewage in batch mode with cycles of 48 h-48 h-72 h. Temperature, pH, dissolved oxygen, oxidation-reduction potential, total alkalinity, total volatile acids, acetylsalicylic acid (ASA), chemical oxygen demand (COD), total Kjeldahl nitrogen (TKN), ammonia nitrogen (TAN) and total phosphorus (TP) were determined in influent and effluent samples. Organic matter degradation was evaluated through first-order models adjusted to experimental data. Phosphorus adsorption and desorption in bricks were determined. Total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) content were determined in the dry biomass of plants from the vegetated systems. The best overall performance was observed in CW-BP, with removals of 8.84 gCOD m-2 , 1.92 gTKN m-2 , 0.37 gNATm-2 , 0.98 gTP m-2 and 92% of ASA. The model presented by Brasil et al. (2007) best adjusted to COD experimental data, specially in CW-CP (kB 1,61 d-1; n 0,35; R2 0,992) and the pseudo-first and pseudo-second order models to phosphorus adsorption kinetics data (R2 0.98). Langmuir and Freundlich isotherms adjusted to experimental data (R2 0.99) with maximum adsorption of 2.27 mgP g -1 and fm of 0.853, indicating high phosphorus retention capacity in bricks. The biomass from CW-FM presented the major nitrogen and phosphorus content, 17.13 g and 10.54 g, respectively, at the end of the experimental period.

Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná No Brasil, as estações de tratamento de esgoto têm suas configurações baseadas em processos anaeróbios seguidos ou não de pós tratamento, normalmente aeróbio. Estas configurações apresentam limitações como baixa eficiência de remoção de nutrientes. Assim, ao considerar aspectos técnicos, pretende-se avaliar a eficiência de remoção da matéria carbonácea, nitrogenada e fosfatada, em sistema de tratamento combinado anaeróbio (22,1 L), aeróbio (19,9 L) e anóxico (17,4 L) (AOA), tratando esgoto sintético. Anéis corrugados de Policloreto de Polivinila (PVC) foram utilizados como material suporte para fixação da biomassa. O comportamento do sistema foi avaliado em quatro etapas distintas, nas quais foram analisadas a influência da adição de carbono no reator anóxico e da redução do Tempo de Detenção Hidráulica (θh) nos reatores anaeróbios e aeróbios. O desempenho do sistema foi estudado por meio de perfis de amostragem temporal com determinação dos parâmetros físicoquímicos temperatura do líquido (TL), pH, alcalinidade total (AT), alcalinidade a bicarbonato (AB), ácidos voláteis (AV), oxigênio dissolvido (OD), potencial de oxirredução (REDOX), turbidez (UNT), demanda química de oxigênio (DQO) nitrogênio total kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal (N-NH4 + ), nitrito (N-NO2 - ), nitrato (N-NO3 - ) e fósforo total (P-PO4 -3 ), em amostras do afluente e efluente de cada reator coletadas em intervalos de 3 h durante 24 h. Na Etapa 1 foram obtidas eficiências de remoção de matéria carbonácea, nitrogenada e fosfatada de 97%, 57% e 50%, respectivamente, para o sistema operado com θh de 8 h para o reator anaeróbio, 7,3 h para o reator aeróbio e 6,4 h para o reator anóxico. Na Etapa 2 com adição de 20% da vazão afluente de esgoto bruto (fonte de carbono) e manutenção dos valores de θh, as eficiências de remoção de carbono e nitrogênio total foram de 95% e 55%, não sendo reportada eficiência de remoção de fósforo. Na Etapa 3 com a retirada da fonte de carbono e redução do θh nos reatores anaeróbio e aeróbio para 4 h, foram obtidas eficiências de remoção de 96% de matéria carbonácea, 51% de nitrogênio total e 40% de fósforo. Na Etapa 4 com manutenção do θh de 4 h para o reator anaeróbio, 7,3 h para o reator aeróbio e 6,4 h para o reator anóxico, as eficiências de remoção resultaram em 97% de matéria carbonácea, 43% de nitrogênio total e 41% de fósforo. Com o estudo cinético foi possível verificar que a redução da relação C/N influenciou positivamente o desempenho dos microrganismos nitrificantes e desnitrificantes. Por fim, conclui-se que o sistema AOA apresentou eficiência de remoção de matéria carbonácea superior ao limite exigido na legislação e proporcionou remoção simultânea de nitrogênio e fósforo. In Brazil, sewage treatment plants have their configurations based on anaerobic processes followed or not by post-treatment, usually aerobic. These configurations have limitations such as low nutrient removal efficiency. Thus, when considering technical aspects, it was intended to evaluate the efficiency of removal of carbonaceous, nitrogenous and phosphate in an anaerobic (22.1 L), aerobic (19.9 L) and anoxic (17.4 L) (AOA) treating synthetic wastewater. Polyvinyl chloride corrugated rings (PVC) were used as support material for biomass fixation. The behavior of the system was evaluated in four different stages in order to analyze the influence of the addition of carbon in the anoxic reactor and the reduction of Hydraulic Retention Times (θh) in the anaerobic and aerobic reactors. The performance of the system was studied by means of temporal sampling profiles with determination of the physicchemical parameters temperature, pH, alkalinity total (AT) and bicarbonate (AB), volatile acids (VA), dissolved oxygen (OD), oxidation potential (REDOX), turbidity (UNT), chemical oxygen demand (COD), total nitrogen kjeldahl (NTK), ammoniac nitrogen (N-NH4 + ), nitrite (N-NO2 - ), nitrate (N-NO3 - ), and total phosphorus (P-PO4 -3 ) in samples of the influent and effluent from each reactor collected at intervals of 3 h for 24 h. In Stage 1, the removal efficiency of 97%, 57% and 50% of carbonaceous, nitrogenous and phosphate matter was obtained for the system operated with θh of 8 h for the anaerobic reactor, 7.3 h for the aerobic reactor and 6.4 h for the anoxic reactor. In Stage 2 with the addition of 20% of the raw sewage inflow (carbon source) and maintenance of the θh values, the carbon and total nitrogen removal efficiencies were 95% and 55%, with no reported removal efficiency phosphor. In Stage 3, with the removal of the carbon source and reduction of the θh in the anaerobic and aerobic reactors for 4 h, removal efficiencies of 96% of carbonaceous matter, 51% of total nitrogen and 40% of phosphorus were obtained. In Stage 4 with the maintenance of the θh of 4 h for the anaerobic reactor, 7.3 h for the aerobic reactor and 6.4 h for the anoxic reactor, the removal efficiencies resulted in 97% of carbonaceous matter, 43% of total nitrogen and 41% phosphorus. With the kinetic study, it was possible to verify that the reduction of the C/N positively influenced the performance of the nitrifying and denitrifying microorganisms. Finally, it can be concluded that the AOA system presented removal efficiency of carbonaceous matter higher than the limit required by the legislation and provided simultaneous removal of nitrogen and phosphorus.

A borra é um resíduo proveniente do processo de fabricação do vinho que, sem o correto tratamento, acaba poluindo o ambiente. Assim, diante desta problemática, este trabalho tem como objetivo estudar a secagem da borra vinícola. O propósito principal diz respeito ao estudo de métodos de secagem do resíduo visando a redução do volume de água e, estabilidade e qualidade dos compostos orgânicos presentes para um aproveitamento posterior. Primeiramente, o resíduo foi caracterizado físico-quimicamente por pH, turbidez, condutividade, Demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio, fósforo, sólidos totais e grupos funcionais. Após a caracterização, foi realizado o planejamento fatorial e ensaios preliminares para definir os métodos e equipamentos de secagem. Procederam–se os experimentos de secagem em estufa sem circulação de ar; secagem em estufa com circulação de ar, secagem por aquecimento infravermelho e secagem por convecção forçada usando túnel de vento a fim de conhecer o comportamento térmico do resíduo através da umidade em base seca e do fluxo de massa de água. Também foram realizados experimentos de Análise Termogravimétrica (ATG), Análise Térmica Diferencial (ATD), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Os métodos de secagem foram analisados comparativamente quanto ao fluxo mássico do resíduo e taxa de secagem para diferentes temperaturas. A partir do planejamento fatorial e dos ensaios preliminares verificou-se o quanto a temperatura e interação entre temperatura e altura de camada exercem influência significativa no resíduo a ser seco. Através da curva de nível e da superfície de resposta observou-se que a secagem apresenta melhores resultados para temperaturas menores que 85 °C. Assim, os métodos de secagem estudados foram para temperaturas próximas de 85 °C. Dentre estes métodos, a secagem em estufa com convecção natural apresentou comportamento semelhante quando comparada a secagem via aquecimento por infravermelho (IR), sendo o IR levemente mais rápido. Na temperatura de 60°C, ambos obtiveram tempo de secagem de 300 min. Ao comparar a estufa de convecção forçada (EC) com o ensaio em túnel de vento (TV), as cinéticas de secagem foram semelhantes com tempo de 112 min para 60 °C. Assim, comparando-se os métodos, o processo de evaporação foi mais eficaz por meio do escoamento forçado (CF) em relação à secagem por convecção natural (CN). Nos ensaios realizados a 60 °C percebe-se que a secagem por CF obteve um tempo de secagem bem menor (110 min) em comparação a CN (325 min), em relação ao fluxo mássico de água a CF aprensentou valores bem mais elevados (0,46 g/s/m²) quando comparada a CN (0,21 g/s/m²), comportamento que repetiu-se para as outras temperaturas estudadas. Desta maneira, conclui-se que os processos de secagem adotados foram adequados para secagem da borra vinícola, principalmente por meio de CF. Conclui-se também, através das análises térmicas e da comparação do resíduo com água pura, que há influência dos compostos fenólicos presentes no resíduo durante os processos de secagem e, consequentemente, na temperatura. Wine lees is a residue from the winemaking process that, without proper treatment, ends up polluting the environment. Thus, in view of this problem, this work has the objective of studying the drying of the lees from the wine industry. The main purpose is the thermal study of the waste aiming at the reduction of water volume and stability and quality of the organic compounds present for later use. First, the wine was physicochemically characterized by pH, turbidity, conductivity, chemical oxygen demand (COD), nitrogen, phosphorus, total solids and functional groups. After characterization, the factorial planning and preliminary tests were carried out to define drying methods and equipments. Drying experiments were carried out in oven drying with and without air circulation, drying by infrared heating and drying by forced convection using a wind tunnel in order to know the thermal behavior of the residue through the humidity on a dry basis and the mass flow of water. Experiments of Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Thermal Analysis (DTA), Differential Exploratory Calorimetry (DSC) were also carried out. The drying methods were analyzed comparatively for the mass flow of the residue and drying rate for different temperatures. From the factorial planning and the preliminary tests, it was verified how much the temperature and interaction between the temperature and the layer height exert a significant influence in the residue to be dried. Through the level curve and the response surfaces it was observed that the drying results have better results for temperatures lower than 85 °C. Thus, the drying methods studied were for temperatures close to 85 °C. Among these methods, oven drying with natural convection presented similar behavior when compared to infrared (IR) drying, with IR being slightly faster. At 60 °C, both had a drying time of 300 min. When comparing the forced convection oven (EC) with the wind tunnel test (TV), the drying kinetics were similar in time from 112 min to 60 °C. Thus, by comparing the methods, the evaporation process was more efficient by means of the forced flow (CF) in the drying process by natural convection (CN). In the tests carried out at 60 °C, it can be seen that CF drying had a much shorter drying time (110 min) compared to CN (325 min). In relation to the water flow, CF showed much higher values (0.46 g/s/m²) when compared to CN (0.21 g/s/m²). This behavior was repeated for the other temperatures studied. In this way, it was concluded that the drying processes adopted were suitable for drying the wine sludge, mainly by means of CF. It is also concluded, through the thermal analysis and the comparison of the residue with pure water, that there is an influence of the phenolic compounds present in the residue during the drying processes and, consequently, in the temperature.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Diante da problemática da disposição final inadequada do lodo de esgoto sanitário e a poluição causada por efluentes contaminados com corantes, neste trabalho foi avaliada a utilização do lodo de esgoto como adsorvente alternativo aos carvões ativados comerciais de elevado custo. Desta forma, a reutilização deste resíduo alia alternativa sustentável ao seu potencial de reciclagem. Foi avaliado potencial deste resíduo na remoção do corante Vermelho Reativo 120 na forma in natura (sem técnica de ativação), após tratamento térmico (pirólise) e tratamento químico com HNO3 0,1 mol L -1 . Os adsorventes foram caracterizados físico-quimicamente pelo teor de umidade, material volátil e de cinzas, massa específica real, pH, pH do ponto de carga zero (pHpcz), Espectrometria no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Método de Boehm, morfologia por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e por Sistema de Energia Dispersiva (EDS); Difratometria de Raios X; Análise Termogravimétrica e análise de adsorção/dessorção de N2. Procederamse os ensaios cinéticos com base no planejamento estatístico elaborado com delineamento composto central rotacional (DCCR), variando pH e temperatura para cada um dos adsorventes estudados. Posteriormente, foram conduzidos ensaios de equilíbrio de adsorção por meio das isotermas e determinações das propriedades termodinâmicas (ΔS°, ΔH° e ΔG°). Os dados cinéticos obtidos foram ajustados aos modelos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem de Lagergren. A partir dos resultados, foi verificado que a adsorção com lodo in natura apresentou baixa eficiência em termos de remoção de corante. Entretanto, a eficiência da adsorção do corante com lodo pirolisado e funcionalizado resultou em 75 a 92% e de 92 a 97%, respectivamente, com diferentes valores de pH e temperatura. Os dados da cinética de adsorção foram melhor ajustados ao modelo de pseudo-segunda ordem com R² superiores a 0,98 para a maioria das condições investigadas e os dados de equilíbrio de adsorção ao modelo de Langmuir. Os resultados do ΔG° resultaram negativos nas temperaturas de 25 °C, 45 °C e 55 °C, indicando que o processo é endotérmico e espontâneo. O aumento da temperatura favoreceu a adsorção com lodo de esgoto. Desta maneira, concluiu-se que o lodo de esgoto sanitário utilizado neste estudo, com tratamento térmico e químico, é uma alternativa na remoção do corante Vermelho Reativo 120, sendo possível utilizá-lo como adsorvente alternativo de baixo custo. Considering the problem of inadequate final disposition of sewage sludge and pollution caused by contaminated effluents with dyes, in this work, evaluated the use of sewage sludge as an alternative adsorbant to high-cost commercial activated carbon. Thereby, reuse of this waste ally a sustainable alternative to its recycling potential. It was evaluated the potential of this residue in the removal of the Red Reactive 120 dye in the in natural form (without activation technique), after thermal treatment (pyrolysis) and chemical treatment with 0.1 mol L-1 HNO3. The adsorbents were physico-chemically characterized by the moisture content, volatile and ash content, real specific mass, pH, zero charge point pH (pHpcz), Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR), Boehm Method, morphology by Scanning Electron Microscopy (SEM) and by Dispersive Energy System (EDS); X-ray diffractometry; Thermogravimetric analysis and adsorption/desorption analysis of N2. The kinetic assays were carried out based on the statistical design elaborated with central composite rotational design (CCRD), varying pH and temperature for each of the studied adsorbents. Subsequently, adsorption equilibrium tests were carried out using isotherms and thermodynamic properties (ΔS°, ΔH° and ΔG°). The kinetic data obtained were adjusted to the pseudo-first and pseudo-second order Lagergren models. From the results, it was verified that natural sludge adsorption presented low efficiency in terms of dye removal. However, the efficiency of adsorption of dye with pyrolyzed and functionalized sludge resulted in 75 to 92% and 92 to 97%, respectively, with different values of pH and temperature. The adsorption kinetics data were better fitted to the pseudosecond order model with R² higher than 0.98 for most of the investigated conditions and the adsorption equilibrium data to the Langmuir model. The ΔG ° results were negative at 25°C, 45°C and 55°C, indicating that the process is endothermic and spontaneous. The increase in temperature favored adsorption with sewage sludge. Thus, it was concluded that the sewage sludge used in this study, with thermal and chemical treatment, is an alternative in the removal of Red Reactive 120 dye, and it can be used as an alternative low-cost adsorbent.

A presença de fármacos em águas superficiais, subterrâneas, solo e efluentes tem gerado preocupações no que diz respeito à ineficiência dos tratamentos convencionais e os riscos ambientais associados ao descarte inadequado destes micropoluentes emergentes. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a adsorção e a dessorção de ácido acetilsalicílico (AAS) em solução aquosa em carvão ativado de babaçu in natura (CAB) e funcionalizado quimicamente com HNO3 (CAA). Foram determinados aos adsorventes os teores de cinzas, umidade e de material volátil, granulometria, análise elementar, aspectos morfológicos dos adsorventes, por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), pH no ponto de carga zero (pHPCZ), características da superfície dos adsorventes por meio de adsorção/dessorção de N2 e os grupos funcionais por espectroscopia na região no infravermelho (FTIR) e método de Boehm. Ensaios cinéticos, de equilíbrio e termodinâmicos foram conduzidos para a adsorção e dessorção em batelada. Ensaios em coluna de leito fixo foram conduzidos preliminarmente. Os resultados dos ensaios cinéticos de adsorção e dessorção foram ajustados aos modelos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem e os resultados de equilíbrio de adsorção aos modelos matemáticos de Langmuir e Freundlich e de dessorção ao modelo de Langmuir-Freundlich. Aos resultados termodinâmicos de adsorção e dessorção foram determinados os valores de ΔG º, ΔH º e ΔS º. Os adsorventes apresentaram características microporosas, com valores de pHPCZ de 6,4 para CAB e 4,5 para CAA que interferem diretamente na adsorção. Os dados da cinética de adsorção foram melhor ajustados ao modelo de pseudo-segunda ordem e os do equilíbrio de adsorção ao modelo de Langmuir. Os resultados do ΔG º e ΔH º resultaram negativos e o do ΔSº positivo nas temperaturas de 25 ºC, 45 ºC e 55 ºC, indicando que o processo é exotérmico e espontâneo. O aumento da temperatura favoreceu a adsorção com o CAB, e reduziu a capacidade adsortiva do CAA. Em pH ácido a quantidade máxima adsorvida do AAS foi de 119,80 mg g -1 para CAB e 115,08 mg g -1 para CAA. Nos ensaios de dessorção os melhores resultados foram observados com o CAB em pHPCZ = 6,4. Os resultados cinéticos tiveram melhor ajuste ao modelo de pseudo-primeira ordem. As isotermas de dessorção ajustadas ao modelo de Langmuir-Freundlich. Adicionalmente, com os ciclos foram obtidos os percentuais médios de adsorção e dessorção de 92% e 75% no CAB e de 72% e 10% no CAA, respectivamente. O conjunto de dados de pH e temperatura avaliados nos ensaios em coluna de leito fixo determinaram que a reação de adsorção é melhor definida em pH 2,0 e temperatura de 40 ºC. The presence of drugs in surface water, groundwater, soil and effluents has raised concerns regarding the inefficiency of conventional treatments and the environmental risks associated with the inappropriate disposal of these emerging micropollutants. The objective of this work was to evaluate the adsorption and desorption of acetylsalicylic acid (AAS) in aqueous solution of in natura activated babassu carbon (CAB) and chemically functionalized with HNO3 (CAA). The ash adsorbents, moisture and volatile matter, granulometry, elemental analysis, morphological aspects of the adsorbents were determined by scanning electron microscopy (SEM), pH at the zero load point (pHPCZ), surface characteristics of the adsorbents. adsorbents by adsorption/desorption of N2 and functional groups by infrared spectroscopy (FTIR) and Boehm method. Kinetic, equilibrium and thermodynamic tests were conducted for batch adsorption and desorption. Preliminary tests were conducted in a fixed bed column. The adsorption and desorption kinetics results were adjusted to the pseudofirst and pseudo-second order models and the adsorption equilibrium results to the Langmuir and Freundlich mathematical models. The values of ΔG º, ΔH º and ΔS º were determined for the thermodynamic adsorption and desorption results. The desorption equilibrium results were fitted to the Langmuir-Freundlich model. The adsorbents presented microporous characteristics, with values of pHPCZ of 6.4 for CAB and 4,5 for CAA that interfere directly in the adsorption. Adsorption was favored at acidic pH in both adsorbents. The adsorption kinetics data were better fitted to the pseudo second order model and those of the adsorption equilibrium to the Langmuir model, indicating the influence of the chemisorption on the adsorption. The results of ΔGº and ΔHº were negative and that of ΔSº positive at temperatures of 25 ºC, 45 ºC and 55 ºC, indicating the influence of the chemisorption in the process that is exothermic and spontaneous. The increase in temperature favored the adsorption with the CAB, and reduced the adsorptive capacity of the CAA. At acid pH the maximum adsorbed amount of ASA was 119.80 mg g -1 for CAB and 115.08 mg g -1 for CAA. In the desorption experiments the best results were observed with the CAB at pHPCZ = 6.4. The kinetic results had better fit to the pseudo first order model. Desorption isotherms fitted to the Langmuir-Freundlich model indicated affinity between the CAB, ASA and the chosen regenerant. Additionally, the average adsorption and desorption percentages of 92% and 75% in CAB and 72% and 10% in CAA, respectively, were obtained with the cycles. The set of pH and temperature data evaluated in the fixed bed column assays determined that the adsorption reaction is best defined at pH 2.0 and temperature of 40 ºC.

CAPES Dentre os contaminantes ambientais merecem destaque os fármacos, frequentemente encontrados em baixas concentrações nos corpos hídricos na ordem de ng.L-1 e mg.L-1, dificultando sua remoção nas etapas convencionais de tratamento de água para potabilização. A adsorção em carvão ativado vem sendo estudada como complementação destas etapas. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a adsorção do ácido acetilsalicílico (AAS) em bagaço de cana-de-açúcar, in natura e carbonizado, como alternativa ao carvão ativado comercial e avaliar o potencial de dessorção destes adsorventes. Foram realizadas caracterizações químicas e físicas nos materiais adsorventes, além de estudos cinéticos e isotermas em pH 2,0, 3,5, pHPCZ e 10,0, de adsorção/dessorção, e termodinâmicos. Além disto também foram determinados os espectros na região de infravermelho por FTIR e por ATR, pHPCZ, grupos funcionais pelo método de Boehm, micrografia (MEV/EDs) destes adsorventes. O carvão ativado Norit® 1240 W (CAN) apresentou microporosidade e maior área superficial específica comparado aos do bagaço de cana de açúcar in natura (BCN) e carbonizado (BCC). Grupos carboxílicos, fenólicos, lactônicos e básicos foram pouco sensíveis ao método de Boehm para CAN. Os valores de pHpcz foram 7,2, 5,9 e 7,02 para CAN, BCN e BCC, respectivamente. O modelo cinético pseudo-segunda ordem melhor ajustou os dados experimentais de CAN e BCC e o de Langmuir-Freundlich aos dados do CAN para os valores de pH estudados e BCC no pH 2,0, e Freundlich para BCC no pH 3,5. As maiores quantidades adsorvidas em CAN e BCC foram em meio ácido devido à atração entre a molécula do AAS e a superfície do adsorvente e pode estar relacionada à quimiossorção. O estudo termodinâmico mostrou aumento da quantidade adsorvida do AAS em 45 ºC para os adsorventes em pH 2,0. Valores de ΔGº negativos indicaram ocorrência de processo espontâneo e favorável. Valores de ΔSº e ΔHº positivos, sugerem um aumento da desordem na interface sólido/fluido e natureza endotérmica. O adsorvente mais eficiente na remoção do AAS foi o carvão ativado Norit® 1240 W em pH ácido (92,88 e 77,80 mg g -1 ), não sendo viável a alternativa de utilização do bagaço de cana-de-açúcar. O estudo de dessorção dos adsorventes, utilizando água deionizada como agente regenerante, indicou melhor ajuste com o modelo cinético de pseudo-segunda ordem para o CAN. A velocidade da dessorção foi maior do que a verificada para adsorção com estes adsorventes. O CAN e BCC não apresentaram possibilidade de regeneração conforme observado nos ciclos de adsorção/dessorção. Among the environmental contaminants, mention should be made of the drugs, frequently found in low concentrations in the water bodies in the order of ng.L -1 and mg.L -1, making it difficult to remove them in the conventional stages of water treatment for drinkable water. Adsorption in activated carbon has been studied as a complement to these steps. In this context, the objective of this work was to investigate the adsorption of acetylsalicylic acid (ASA) in sugar cane bagasse, in natura and carbonized, as an alternative to commercial activated charcoal and to evaluate the desorption potential of these adsorbents. Chemical and physical characterization of the adsorbent materials was carried out, as well as kinetic studies and isotherms at pH 2.0, 3.5, pHPCZ and 10.0, adsorption / desorption, and thermodynamics. In addition, spectra were determined in the infrared region by FTIR and by ATR, pHPCZ, functional groups by the Boehm method, micrographs (MEV / EDs) of these adsorbents. Norit® 1240 W activated carbon (CAN) presented microporosity and a higher specific surface area compared to the sugar cane bagasse in natura (BCN) and carbonized (BCC). Carboxylic, phenolic, lactonic and basic groups were not very sensitive to the Boehm method for CAN. The pHpcz values were 7.2, 5.9 and 7.02 for CAN, BCN and BCC, respectively. The pseudo-second order kinetic model better fitted the CAN and BCC and Langmuir-Freundlich experimental data to the CAN data for the studied pH values and BCC at pH 2.0 and Freundlich for BCC at pH 3.5. The highest amounts adsorbed on CAN and BCC were in acid midst due to the attraction between the AAS molecule and the surface of the adsorbent and may be related to chemistry. The thermodynamic study showed an increase in adsorbed amount of AAS at 45 ºC for adsorbents at pH 2.0. Negative ΔG° values indicated spontaneous and favorable process occurrence. Positive ΔS° and ΔH° values suggest an increase in the solid / fluid interface disorder and endothermic nature. The adsorbent most efficient in the removal of AAS was Norit® 1240 W activated carbon in acid pH (92.88 and 77.80 mg.g -1), and the alternative of using sugarcane bagasse was not viable. The desorption study of the adsorbents, using deionized water as a regenerating agent, indicated a better fit with the kinetic model of pseudo-second order for the CAN. The desorption velocity was higher than that observed for adsorption with these adsorbents. The CAN and BCC had no possibility of regeneration as observed in the adsorption / desorption cycles.