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Composite materials using vegetal fibers and industrial waste are being applied in different areas and structures, requiring, more and more, researches that highlight their characteristics. In this context, the study of manufacturing techniques becomes increasingly necessary in order to use the appropriate tools and obtain the best conditions of the materials. Thus, this article demonstrates the behavior of the materials, which used the polyester resin with ground paper residue to generate the two composites studied in this paper, Polyester/smaller paper (PO/ PME) and Polyester/large paper (PO/PMA). These two materials were molded by hot compression and subjected to manufacturing processes. Joinery equipment were chosen for the experimentation of cutting, drilling, screw insertion and sanding to analyze the performance of these composite materials. As a general result, it can be observed that the composites maintained their physical integrity, because the particles of the load remained well anchored in the matrix in the two composite materials tested, giving the finish an aspect without damages, cracks or imperfections after the operations. Therefore, it is concluded that the materials created can be submitted to the manufacturing techniques evaluated in this article, reinforcing previous studies that suggest its use in the development of products such as furniture, table tops, decorative objects and others. Thus, this study contributes to Designer has knowledge of the potential of the material and make the best use of it. Keywords: Composite, manufacturing techniques, cutting, finish.

This paper focuses on the investigation of degradation effects from the environment on waste paper/polyester composites. The materials were analyzed according to visual aspects, mass gain and mechanical properties. The composites subjected to aging were influenced by moisture absorption from the particles, with a deleterious effect also on particle/matrix interface, decreasing tensile and flexural strength of the composite. This same phenomenon lead to a positive effect on impact strength and reduction in hardness of the composites, since moisture absorption was limited and the material became slightly tougher. Moisture absorption also caused an increase in elastic modulus of the matrix. Based on all results, the developed material was found not suitable for external use.

Concerns for the environment are recurrent in our society, and research on low impact materials such as those produced from waste is an alternative. This work is based on the reuse of scrap paper and rice hulls aiming to increase the life cycle of these waste products and to find better destination. Composites with a volumetric filler content (dispersed phase) of 80% were produced via compression molding using polyurethane (PU) based on castor oil or polyester resin as matrix, in four distinct families: polyester/rice hulls, PU/rice hulls, polyester/paper and PU/paper. The following tests were performed: water sorption, contact angle, hardness, impact and tensile testing. Scanning electron microscopy (SEM) was used for fracture morphology study. Basic visual analysis showed greater void content for the rice hull composites, making them less aesthetically appealing compared to paper. It was observed in the case of PU matrix the filler greatly influenced the rigidity since this pure material was more flexible compared to pure polyester. Filler incorporation decreased tensile strength of the polyester matrix but significantly increased that of the PU matrix.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. A fabricação de papel e celulose pelo processo Kraft, gera diversos resíduos, como grits, oriundos da recuperação dos produtos químicos; cinzas volantes, provenientes da queima da biomassa nas caldeiras; e o lodo, gerado na estação de tratamento de efluentes. Esses resíduos contêm elementos potenciais para serem utilizados em outros processos industriais, como por exemplo em substituição as matérias-primas comumente utilizadas para obtenção de materiais cimentícios. Dentro desta temática, o objetivo deste trabalho foi realizar um estudo para valorização destes resíduos na obtenção de clínquer com posterior aplicação em argamassas. Na primeira etapa do trabalho, os resíduos grits, cinzas volantes e lodo da estação de tratamento de efluentes foram caracterizados física e quimicamente. Em seguida, foram elaboradas cinco formulações distintas e sinterizadas a 1390 °C, afim de se obter clínqueres de baixo impacto ambiental, ou seja, produzidos apenas com resíduos e sinterizados a uma temperatura inferior à utilizada nas cimenteiras. Posteriormente, os clínqueres obtidos tiveram sua aplicação testada em argamassas. As formulações apresentaram as principais fases cristalinas do clínquer e potencialidade para ser utilizada na produção de argamassa para rebocos exteriores ou interiores. As características dos resíduos do setor de papel e celulose demonstram viabilidade técnica e ambiental para valorização desses materiais, necessitando apenas ajustes composicionais e processuais, sempre em busca da melhoria contínua e uma produção mais limpa. Abstract : The Kraft process of paper and cellulose generates several residues, such as grits, from the recovery of chemicals; fly ash from the burning of biomass in boilers; and sludge, generated at the effluent treatment plant. These residues contain potential elements for use in other industrial processes, such as replacing the raw materials commonly used to obtain cementitious materials. Within this theme, the objective of this work was to carry out a study for the valorization of these residues in the production of clinker with subsequent application in mortars. In the first stage of the work, grits, fly ash and sludge from the effluent treatment plant were physically and chemically characterized. Then, 5 different sintered formulations were prepared at 1390 °C in order to obtain clinkers with low environmental impact, that is, produced only with waste and sintered at a temperature lower than that used in cement plants. Later, the obtained clinkers had their application tested in mortars. The formulations presented the main crystalline phases of the clinker and the potentiality to be used in the production of mortar for exterior or interior applications. The waste characteristics of the pulp and paper industry demonstrate technical and environmental feasibility for valorization of these materials, requiring only compositional and procedural adjustments, with the aim of searching continuous improvement and cleaner production.

Orientador: Cassiana Maria Reganhan Coneglian Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia Resumo: Este trabalho avaliou influência da inoculação de um composto orgânico a base de rúmen bovino produzido por Compostagem Liquída Continua - CLC®, denominado Componente E (CE), no tratamento do efluente da reciclagem de papel (ERP) em reatores anaeróbios e aeróbios em escala de bancada. No decorrer deste estudo foram necessárias diversas adaptações nos reatores e nas características do tratamento com o intuito de maximar a remoção da carga orgânica do ERP. O melhor sistema de tratamento encontrado foi o reator de batelada sequencial (RBS) com a preservação do lodo. Realizou-se o tratamento em reatores anaeróbios e aeróbios com capacidade de 6 L, utilizando-se um reator inoculado que recebeu adição de CE na concentração de aplicação de 5% (300 mL) nos dias em que realizou-se as análises, e um reator não inoculado, que recebeu apenas ERP durante todo o estudo. O tratamento ocorreu por batelada onde os reatores aeróbios tiveram tempo de ciclo de 6 h de aeração e 2 h de sedimentação, enquanto os reatores anaeróbios tiveram tempo de ciclo de 24 h. Nos demais dias, a cada 24 h realizava-se a troca do efluente (esvaziamento e enchimento), exeto aos sábados e domingos. Para avaliação da eficiência do tratamento analizou-se os parâmetros: DQO, temperatura, pH, alcalinidade, condutividade, sólidos totais dissolvidos e sólidos suspensos voláteis. Para análise dos resultados foram utilizados os teste de ANOVA e Tukey (? = 0,05 e 0,01). Os tratamentos aeróbio e anaeróbio, sem inoculação, não apresentaram estatisticamente diferença entre si, evidenciando que ambos os tratamentos podem ser utilizados para o efluente da reciclagem de papel. Já os pares de reatores aeróbios e anaeróbios, apresentaram diferença estatítica entre si quando inoculados ou não. Resultado que pode ser observado analiticamente pela acentuação da eficiência de remoção da matéria orgânica nos processos de tratamento aeróbio e anaeróbio de 42 e 29%, respectivamente. Portanto, a utilização do CE como inóculo, mostrou-se uma alternativa para aumentar a eficiência de remoção da carga orgânica no tratamento biológico de efluentes da industria de reciclagem de papel Abstract: This study evaluated the potencial use of a compund known as Compound E (CE) which is used as inoculant in the recycled paper mill effluent (RPME) biodegradation process. This compoud is made of bovinne manure that has been fermented in liquid and then added to the reactors in sequencial batches in a laboraroty scale to asses the aerobic and anaerobic conditions. In the course of this study, several adaptations were made in the reactors and treatment characteristics in order to maxime the removal of organic load from RPME. The most effective treatment system was the sequential batch reactor (SBR) with the preservation of the sludge. The treatment was carried out in anaerobic and aerobic reactors (6 L) where two reactors were used for each condition: one of them is inoculated and received 5% (300 mL) of CE on the days which the analyzes were carried out; and the other works as a control, without the addition of CE. The anaerobic batches were submitted to a 24-hour hydraulic retention time; whereas the aerobic batches were submitted to a 6-hour aeration period followed by 2 additional hours of sedimentation, totalizing an 8-hour cycle. On the other days, the effluent was exchanged (emptying and filling) in every 24 hours, except on Saturdays and Sundays. To evaluate the efficiency of the treatment, the following parameters were analyzed: COD, temperature, pH, alkalinity, conductivity, total dissolved solids and volatile suspended solids. For the analysis of the results, the ANOVA and Tukey Tests (? = 0,01) were used. The non-inoculated aerobic and anaerobic treatments did not show significant statistical difference between them, evidencing that both treatments can be used for paper recycling effluents. However, the pairs of aerobic and anaerobic reactors presented a statistical difference between them when inoculated or not. This result can be observed analytically by the accentuation of the organic matter removal efficiency in the aerobic and anaerobic treatment processes of 42 and 29%, respectively. Therefore, the use of CE as an inoculum proved to be an alternative to increase the organic loading removal efficiency in the biological treatment of effluents from the paper recycling industry Mestrado Ambiente Mestra em Tecnologia

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014. A inclusão/exclusão e os pressupostos assumidos na etapa de fim-de-vida de um estudo de avaliação do ciclo de vida (ACV) podem afetar os resultados do desempenho ambiental de toda uma cadeia de produção, sendo uma importante etapa a ser considerada. Esta pesquisa teve como objetivo identificar os impactos na etapa de fim-de-vida do papel, após a fase de consumo, sob a ótica da avaliação do ciclo de vida, a partir da modelagem e comparação de cenários de gerenciamento de resíduos. O estudo foi desenvolvido considerando as características atuais de recuperação e destinação final dos resíduos de papel em Florianópolis ? SC e os cenários de fim-de-vida compreenderam: aterramento sanitário, incineração e variações da taxa de reciclagem. Nesta modelagem avaliou-se o efeito do transporte e das abordagens de alocação/expansão do sistema com reciclagem de ciclo aberto. Após uma avaliação do perfil geral dos cenários quanto aos resultados para o método ReCiPe midpoint (H) 1.09, foram selecionadas para uma avaliação mais específica as categorias de mudanças climáticas, eutrofização de água doce e ocupação de solo, além da categoria de demanda acumulada de energia (Cumulative energy demand 1.08). Este estudo foi baseado nas séries de normas ISO 14040 e 14044, e o software Simapro® foi utilizado para auxiliar nas análises. Os resultados expressaram que o cenário hipotético de reciclagem apresentou o melhor desempenho ambiental entre as alternativas modeladas. A etapa de transporte demonstrou não influenciar o desempenho ambiental entre os cenários avaliados, considerando as distâncias que foram modeladas. Entretanto, os métodos de alocação apresentaram influências no compartilhamento de impactos nos sistemas de reciclagem de ciclo aberto. Abstract : The inclusion/exclusion and the assumptions of the end-of-life stage in a life cycle assessment (LCA) may affect the results of the environmental performance of an entire production chain and is an important step to be considered. This research aimed to identify the impacts of the paper end-of-life, after the phase of consumption, from the perspective of life cycle assessment, from modeling and comparison of waste management scenarios. The study was developed considering the current characteristics of disposal and recovery of waste paper in Florianópolis - SC and the end-of-life scenarios were: landfilling, incineration and variations of the recycling rate. In this modeling, it was assessed the effects of the transportation as well as the allocation approaches or system expansion when there is open-loop recycling. After an overall assessment of the scenarios profile to the outcomes from ReCiPe midpoint (H) 1:09 method, the impact categories of climate change, freshwater eutrophication and soil occupation, in addition to cumulative energy demand (1:08) were selected for a more specific evaluation. This study was based on ISO standards series 14040 and 14044, and the Simapro® software was used to assist in the analysis. The results stated that the hypothetical recycling scenario showed the best environmental performance among the alternatives modeled. The transport phase shown not to influence the environmental performance amongst the studied scenarios, considering the distances that were modeled, however the allocation methods presented influences on sharing impacts within open-loop recycling systems.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013 Resíduos sólidos provenientes da indústria de celulose e papel foram caracterizados e avaliou-se a viabilidade da introdução dos mesmos em substituição ao calcário na formulação da monoporosa tradicional. Foram feitas formulações contendo proporções variadas das matérias-primas habitualmente usadas juntamente com o acréscimo desses resíduos. Os corpos de prova gerados foram prensados e queimados. As amostras tanto secas quanto queimadas foram caracterizadas fisicamente antes e após a queima para se conhecer as propriedades de interesse. Os resultados obtidos foram avaliados através da técnica por delineamento de misturas com o objetivo de se revelar a real função das matérias-primas na massa cerâmica, considerando-se o efeito que cada uma delas exerce sobre as demais. A partir disso, chegou-se à conclusão de que um percentual de 20% de resíduo pode substituir o calcário na monoporosa, resultando em níveis de absorção de água adequados à finalidade de aplicação do produto e melhorando os níveis de resistência mecânica do material. A análise de viabilidade econômica foi efetuada e constatou-se que esta substituição é viável também sob este aspecto. Esses resultados apresentam-se como uma alternativa na melhoria do gerenciamento ambiental desses resíduos, pois os níveis de produção deste segmento no país são crescentes e consequentemente também a geração desses resíduos. Sendo assim, essa substituição contribui para a diminuição da disposição de tais resíduos em aterros e na redução do volume da exploração de jazidas minerais, ajudando na diminuição dos impactos ao meio ambiente. Abstract: Solid waste from paper industry was characterized and the feasibility of using it to replace the limestone in the formulation of traditional monoporosa tile was evaluated. Formulations were made using typical monoporosa raw materials with the addition of waste. The specimens were pressed and fired. The dried samples were physically characterized before and after firing. The results were evaluated using the mixture design technique aiming to determine the effect of each raw material in the ceramic paste. As a result, 20% of waste can replace limestone in monoporosa tiles, resulting in a water absorption degree appropriate to wall tile purpose and improving the mechanical strength of the material. The economic viability analysis was performed and it was found that this substitution is feasible. The use of the waste in wall tiles is an alternative for improving the environmental management of the waste, since the production of this segment in Brazil is increasing and consequently the generation of such wastes. Therefore, the use of this waste in ceramic products contributes to the reduction of landfilling and reduction of the exploitation of natural mineral deposits, also reducing the environmental impacts.

RESUMEN: El lodo de papel reciclado es una materia prima promisoria para la producción de etanol. En esta investigación, nosotros primero evaluamos el efecto de la concentración de etanol, la carga de sólidos y la cristalinidad de la celulosa sobre la hidrólisis enzimática de la celulosa. También se evaluó la producción de etanol con lodo de papel mediante el proceso de sacarificación y fermentación simultanea (SSF) e hidrólisis y fermentación separada (SHF) empleando la levadura Kluyveromyces marxianus ATCC 36907. El etanol presenta un efecto inhibitorio sobre la hidrólisis de la celulosa. Una concentración de etanol de 40 g/L genera una reducción del 79 % en la producción teórica de azúcares reductores. Al incrementar la concentración de sólidos se observa una reducción en la conversión de la celulosa a azúcares reductores obteniéndose un 76 % de conversión con 9 % de sólidos. Una mayor conversión y productividad en etanol fueron alcanzadas en el proceso SSF en relación al proceso SHF en 72 horas de tratamiento. Palabras clave: Lodo papelero, etanol, Kluyveromyces marxianus, fermentación, hidrólisis ABSTARCT: Recycled paper sludge is a promising raw material for ethanol production. In this study, we first evaluated the effects of ethanol concentration, solids load, and cellulose crystallinity on the enzymatic hydrolysis of cellulose to produce reducing sugars. We then evaluated the production of ethanol by either saccharification and simultaneous fermentation (SSF) or separated hydrolysis and fermentation (SHF) using the yeast Kluyveromyces marxianus ATCC 36907. We found that cellulose hydrolysis decreased as ethanol concentrations increased; at 40 g/L ethanol, the reducing sugar production was decreased by 79 %. Hydrolysis also decreased as solids load increased; at 9 % of solids, the cellulose conversion was 76 % of the stoichiometric production. The ethanol yield and cellulose conversion rate were higher with SSF as opposed to SHF processes at 72 h of treatment. Keywords: Paper sludge, ethanol, Kluyveromyces marxianus, fermentation, hydrolysis

Seguindo a linha de pesquisa de novos materiais geotécnicos, na busca por soluções técnicas a partir do uso de materiais alternativos, o presente estudo avaliou sob enfoque geotécnico o comportamento do resíduo de uma fábrica recicladora de papel localizada no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O objetivo do trabalho consistiu em caracterizar o resíduo e identificar suas propriedades no que se refere ao seu desempenho mecânico e hidráulico, a partir de um programa de ensaios de laboratório. O resíduo in natura possui uma umidade de 256 %, sendo composto de matéria orgânica (de 40 a 45 %), cargas minerais (principalmente caulinita e calcita) e água. As análises para a determinação dos parâmetros de deformabilidade, resistência e condutividade hidráulica foram feitas utilizando-se como variável os valores de umidade de aproximadamente 190, 160 e 130 %. Os parâmetros de compressibilidade unidimensional das amostras do resíduo não apresentaram variabilidade significativa com a variação da umidade de moldagem, obtendo-se valores médios elevados para os índices de compressão (Cc) e descarregamento (Cd) e para os coeficientes de adensamento (Cv), indicativos da alta compressibilidade característica do material. Para a determinação dos parâmetros de resistência do material foram realizados ensaios triaxiais nãodrenados. O ângulo de atrito interno obtido foi de ф’= 53,5°. Durante os ensaios triaxiais foram realizadas medições da condutividade hidráulica antes da fase de cisalhamento das amostras. Os coeficientes de condutividade hidráulica, medidos na fase pré-cisalhamento, atingiram valores da ordem de 10-9 m/s. A capacidade de atingir baixos valores de condutividade hidráulica é uma característica relevante do comportamento deste material e indica a possibilidade de ser utilizado como um material geotécnico alternativo em substituição aos materiais convencionais utilizados em coberturas impermeáveis de aterros (cover liners). Following the line of research of new geotechnical materials, aiming new technical solutions using alternative materials, the present research evaluated, under geotechnical understanding, the behavior of the waste sludge from a paper recycling plant in Rio Grande do Sul, Brazil. The objective of this research aimed the characterization and the identification of the waste properties – mechanical and hydraulic performance, through laboratory tests. The natural waste has 256% of water content, and is composed by organic matter (ranging from 40 to 45 %), mineral charges (mainly Kaolinite and Calcite) and water. The tests for the determination of deformability, strength and hydraulic conductivity parameters were carried out under 190%, 160% and 130 % of water content. The one-dimensional compressibility parameters of the waste sludge did not show a significant variability with the variation of the molding water content, where the average values were high for the compression (Cc) and swelling (Cd) coefficients as well as for the consolidation coefficient (Cv), which can be considered as an indicative of high compressibility (characteristic of the material). For the determination of the strength parameters of the material, it was carried out undrained triaxial tests. The internal friction angle was ф’= 53,5°. During the triaxial tests, measurements of hydraulic conductivity were performed, previously shearing. The hydraulic conductivity coefficients measured during the pre-shearing phase, reached values around 10-9 m/s. The capacity for reaching low values of hydraulic conductivity is a considerable characteristic of the behavior of this material, what shows the possibility of its use as an alternative geotechnical material substituting the conventional materials used as cover liners

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Em geral classifica-se a reciclagem de resíduos como parte fundamental do desenvolvimento de qualquer país, mas até pouco tempo atrás, era empregada apenas como redução de custos. Esta visão aparentemente tem se alterado, sobretudo em função de pesquisas desenvolvidas para diminuir os custos dos produtos por meio da incorporação de resíduos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a incorporação de celofane originário de resíduos da agroindústria na fabricação de embalagens de polpa moldada, visando à melhoria de suas propriedades físicas e mecânicas e também buscando a geração de produtos com propriedades diferenciadas. Esta é uma abordagem preliminar para a realização do uso do celofane pós-consumo em uma cadeia de reciclagem. Embora o celofane não apresente problemas relacionados à contaminação do meio ambiente, não existe uma utilização bem definida para os seus resíduos, sendo na maioria das vezes incinerado. Portanto este material poderia ter uma destinação mais nobre do que a atual em função das quantidades geradas. A incorporação do celofane permite não apenas a redução do custo com a matéria-prima, mas também ganhos indiretos com a redução do uso de recursos naturais. O termo polpa moldada é uma expressão técnica que é usada pela indústria de papel e abrange o processo de desagregação ou separação das fibras de jornal e aparas de papel em geral e moldagem na forma de um produto acabado. A celulose, na forma de papel, é misturada à água e a produtos químicos para formação de uma massa que depois é moldada, dando origem a produtos como embalagens ou bandejas para acondicionamento, transporte e proteção de hortifrutigranjeiros, etc. Neste trabalho se testou a utilização de diferentes concentrações de celofane na composição da pasta celulósica produzindo assim, uma pasta de celulose/celofane que foi utilizada para a moldagem das bandejas. Para melhorar as propriedades mecânicas das bandejas foram utilizados o amido e o poli(acetato de vinila) como agentes aglutinantes. Foram acrescentadas 4%, 2% e 1% de amido e poli(acetato de vinila) às polpas produzidas. Foram realizados testes de tração para avaliar a resistência das bandejas produzidas. As análises de tensão de escoamento, tensão máxima e alongamento de ruptura das bandejas produzidas, se comparadas com as caixas de ovos comerciais, apresentaram bons resultados, indicando que o método proposto pode ser uma boa alternativa para a aplicação de resíduos de celofane. Os melhores resultados foram obtidos com a adição de 4% de amido a polpa de celulose e celofane. Mas as bandejas produzidas apresentaram pouca resistência ao contato direto com a água. Uma alternativa para a utilização destas bandejas seria no acondicionamento de frutas e verduras que não necessitam de refrigeração.

In the pulp and paper industry, the water use minimization is becoming an important issue. One way to reduce the water consumption is to reuse effluent such as in a closed-cycle concept. The possible reuse of segregated effluents is more attractive than the reuse of the end-of-pipe final effluent. Effluent originated from specific mill sites might have adequate quality to be recycled; otherwise it would be treated in a less costly manner. In paper mills, the main source of effluent is the so-called whitewater. The present work studied the viability of paper mill whitewater reuse in different areas of an integrated bleached kraft pulp mill after membrane ultrafiltration. The contaminant removal was evaluated and flux behavior was studied. The several types of whitewater from different paper mills did not show rigorous membrane fouling potential. The main potential process and product quality problems due to the reuse of treated whitewater in the paper mills were discussed. Ultrafiltration removed 100% of the suspended solids and more than 90% of turbidity but, as expected, did not remove the soluble components of the whitewater. One of the potential problems related to the formation of deposits is the calcium content present in the whitewater. In order to remove calcium, a process was proposed consisting of precipitation by pH increase followed by ultrafiltration. Excellent calcium removal was obtained at pH 10. The reuse of whitewater, ultrafiltered whitewater and low hardness ultrafiltered whitewater was tested in the last bleaching P-stage and compared with the use of fresh water. Bleachability of pulp remained the same in all simulations. The scale-forming potentials on bleaching filtrates were determined and evaluated. Water reuse in bleaching was possible through combined treatment of hardness removal and ultrafiltration of whitewater. This combination is attractive and innovative to be applied in the pulp and paper industry. Saves on the refining energy consumption were found on pulp from the low hardness ultrafiltered whitewater simulations. Optical and mechanical properties were not affected by water reuse in all analyzed samples. Further studies should be done in pilot or industrial scales to confirm laboratorial behavior. Nas indústrias de celulose e papel, a redução no consumo de água é uma preocupação constante. Uma das formas de reduzir este consumo consiste no fechamento dos circuitos de água da fábrica. O fechamento de circuitos pode ser feito através reutilização dos efluentes setoriais do processo produtivo. Em fábricas de celulose e papel integradas, uma das principais fontes de efluente setorial é a água branca das máquinas de papel. Este trabalho apresenta um estudo da viabilidade técnica da reciclagem da água branca proveniente de uma fábrica de celulose kraft integrada, no processo produtivo. Foram testadas sete diferentes amostras de água branca. A reciclagem deste efluente setorial foi avaliada após um tratamento utilizando ultrafiltração com membranas poliméricas. A capacidade de remoção de contaminantes pelas membranas foi avaliada por meio de análises físico-químicas e o comportamento de fluxo foi descrito para cada efluente estudado. Discutiu-se sobre a reutilização dos efluentes tratados nas máquinas de papel e as possíveis conseqüências deste procedimento no processo fabril e na qualidade do produto final, com base na caracterização físico-química dos efluentes tratados. O tratamento de ultrafiltração removeu 100% dos sólidos em suspensão e acima de 84% da turbidez em todas as águas brancas tratadas . No entanto, como esperado, o tratamento não removeu a porção solúvel presente na água branca. Para se obter a remoção de cálcio, por se tratar de um elemento com grande potencial de formação de depósitos, montou-se um processo combinado de remoção do cálcio através da precipitação química pela elevação do pH, seguida de ultrafiltração. Este processo se mostrou bastante eficiente na remoção do cálcio para valores de pH superiores a 10. Testes laboratoriais de reutilização da água branca bruta, água branca ultrafiltrada e água branca ultrafiltrada de baixa dureza no último estágio da seqüência de branqueamento OD0EopD1P foram realizados, sendo comparados às simulações com água fresca. Após os testes, foram avaliados os parâmetros de qualidade da polpa e do filtrado. Verificou-se que a branqueabilidade da polpa não foi alterada pela reutilização das diferentes águas brancas como água de processo no estágio de peroxidação. Os filtrados apresentaram variações quanto ao teor de íons cálcio, sendo que o potencial de incrustação dos filtrados do branqueamento com águas brancas bruta e ultrafiltrada foi significativo segundo a interpretação do coeficiente de solubilidade do carbonato de cálcio. Verificou-se que o tratamento de ultrafiltração com membranas é tecnicamente viável, considerando-se que as águas brancas testadas não possuem potencial de entupimento de membranas rigoroso durante três dias de ultrafiltração. A reciclagem de água branca no branqueamento é viável após precipitação química e ultrafiltração combinadas, pela redução da tendência de formação de incrustações no processo. Esta combinação de tecnologias apresenta-se atrativa e inovadora para a aplicação na indústria de celulose e papel. Houve ganho de refinabilidade, em virtude de um menor consumo de energia para o refino da polpa proveniente do estágio de peroxidação com água branca ultrafiltrada de baixa dureza. As propriedades fisico-mecânicas e ópticas do papel não foram afetadas significativamente em todas as amostras analisadas. A confirmação dos testes laboratoriais deve ser realizada em trabalhos futuros em escala piloto ou industrial.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico It was evaluated methods for filamentous bulking control in an old corrugated cardboard mill activated sludge effluent treatment plant. In a first phase, a 72,9 liter capacity activated sludge pilot-plant was used, while in a second phase a 5,0 liter laboratory plant consisted of four parallel reactors was used. The aim of the study was to simulate the performance of the biological activated sludge plant of Klabin Papéis e Embalagens at Ponte Nova, MG. The pH of the mill effluent was neutralized and the ratio BOD:N:P was corrected to 100:6:2. The control of the filamentous bulking in both the pilot scale plant and laboratory plant was evaluated with the introduction of biological selectors aiming at a balanced growth of filamentous bacteria as well as a good floc formation. Three aerated biological selectors, were tested: first a series of four aerated tanks in series with hydraulic residence time (HRT) set to 45 minutes each (with total hydraulic residence time of (HRT) 180 minutes, simulating a plug flow system); second a single aerated complete mix tank with HRT of 45 minutes and a third complete mix tank with HTR of 180 minutes). A control system without selector was evaluated in parallel to the other three systems. Chlorine treatment was also evaluated in order to control filamentous bulking bacteria. Sodium hypochlorite at 80 mg/L was applied at the main reactor inlet. Concentrations of 2, 3, 4 and 5 kg of elemental Chlorine per kg of VSS/day were tested. The filamentous Microthrix parvicella as well as TYPE 0092 microorganism were found in the pilot plant while Sphaerotilus natans and TYPE 021N microorganisms were found in the laboratory plant. The presence of these microorganisms was related to filamentous bulking. The effluent showed a chemical oxygen demand (COD) of 1422 to 2068 mg/L while the biochemical oxygen demand (BOD) was in the range of 730 to 1447 mg/L and the content of volatile fatty acids (VFA) ranged from 204 to 804 mg/L, namely, for the pilot plant and the laboratory plant. Most of these compounds were removed in the biological treatment system. Among the systems, the selector with four chambers in series, with total HRT of 180 minutes, was shown to be the most efficient in the control of filamentous bulking covering sludges with ages of 10 and 20 day, which produced a sludge with sludge volumetric index (SVI) of 195 and 111 mg/g and total suspended solids (TSS) in the treated effluent with of 1214 and 105 mg/L. The removal of chemical oxygen demand (COD) reached 70,6 and 68,8%; the removal of volatile fatty acids (VFA) was in the range of 59,1 and 57,8% and the initial rate of food/microorganisms (F/M) at the selectors were approximately 21 and 11 kg COD/kg of VSS/day. In the chlorination, the more efficient dosage for the control of filamentous bulking was 5,0kg per kg of VSS/day. The suspension of the chlorine dosing was determined by the reduction of SVI, by the rate of death of filamentous bacteria in microbiological analyses as well as by the turbidity of the treated effluent. Avaliou-se métodos de controle do intumescimento filamentoso em um sistema de tratamento de efluentes por lodos ativados de uma fábrica de papel reciclado. Em uma primeira fase utilizou-se uma planta piloto de 72,9 litros e na segunda fase uma planta laboratorial de 5,0 litros, composta por quatro sistemas em paralelo. Em ambas escalas pretendeu-se simular a planta industrial de lodos ativados da Klabin Papéis e Embalagens, unidade Ponte Nova MG. O efluente obtido na indústria teve seu pH neutralizado e a relação DBO:N:P corrigida para 100:6:2. O controle do intumescimento filamentoso nas plantas piloto e laboratorial, foi avaliado introduzindo seletores biológicos, destinados proporcionar o crescimento balanceado das bactérias filamentosas e formadoras de flocos. Os seletores biológicos avaliados constituíram de três sistemas aerados, uma série de quatro tanques aerados dispostos em série com tempo de residência hidráulica (TRH) de 45 minutos cada (com TRH total de 180 minutos, simulando um sistema de fluxo em pistão), um único tanque aerado de mistura completa com TRH de 45 minutos e um tanque de mistura completa com TRH de 180 minutos. Um sistema controle sem seletores foi avaliado em paralelo. O tratamento com cloro foi também avaliado como meio de controlar as bactérias filamentosas. Hipoclorito de sódio, na concentração de 80 mg/L foi administrado na entrada do reator principal. Concentrações de 2, 3, 4 e 5 Kg de Cl2/Kg SSV.d, foram testadas. Os microrganismos filamentosos Microthrix parvicella e Tipo 0092 foram encontrados na planta piloto e Sphaerotilus natans e Tipo 021N foram encontrados na planta laboratorial. As presenças desses microrganismos foram relacionadas com o fenômeno do intumescimento filamentoso. O efluente apresentou demanda química de oxigênio (DQO) de 1422 e 2068 mg/L e demanda bioquímica de oxigênio (DBO) de 730 e 1447 mg/L e concentração de ácidos graxos voláteis (AGV) de 204 e 804 mg/L para a planta piloto e planta laboratorial respectivamente. Quase a totalidade desses compostos foi removida no tratamento biológico. Dentre os sistemas estudados, o seletor com quatro câmaras em série com TRH total de 180 minutos, foi mais eficiente no controle do intumescimento filamentoso, para as idades do lodo de 10 e 20 dias, produzindo um lodo com índice volumétrico do lodo (IVL) de 195 e 111 ml/g respectivamente; e concentrações de sólidos suspensos totais (SST) no efluente tratado de 124 e 104 mg/L respectivamente. A remoção de demanda química de oxigênio (DQO), chegou a 70,6 e 68,8%; a remoção de ácidos graxos voláteis (AGV), foi de 59,1 e 57,8% e a taxa inicial de alimento microrganismo (A/M) nos seletores foi de aproximadamente 21 e 11 Kg de DQO/Kg de SSV dia. Na cloração a dosagem mais eficiente no controle do intumescimento filamentoso foi a dosagem de 5 Kg de Cl2/Kg de SSV.dia A suspensão da aplicação do cloro foi determinada pela redução do IVL, pela mortandade das bactérias filamentosas em análise microbiológica e também pela turbidez no efluente tratado.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Searching for alternatives to optimize the use of forest resources, this work was developed to provide new forms of utilizing residue from the screening sector of the eucalyptus Kraft pulping industry. For residue recovery, mechanical systems were used to eliminate and disintegrate impurities to optimize the quantitative level of residue use. The study was developed in three phases: the first phase consisted in recovering and evaluating the potential of the eucalyptus Kraft pulping fibrous residue for paper production. The recovered and screened pulps (B and D) were submitted to physical, chemical and morphological evaluations followed by pulp refining for the formation of paper sheets and evaluation of the properties of the paper produced. Industrial pulps obtained from recycled paper and ordinary brown eucalyptus pulp were used as comparison parameters. In the second phase, the recovery of properties of recycled paper produced with the addition (25, 50 and 75%) of pulp obtained from fibrous residue was evaluated. Based on the results obtained in the first phase, the recovered fiber (pulp D) that presented better reutilization level and recovery potential of the properties of the recycled paper was selected.. In a third phase of the study, 0.56% of each type of recovered pulp (A, B,C, and D) was added to the ordinary brown industrial eucalyptus pulp. These mixtures were submitted to bleaching, aiming to verify the capacity of the bleaching technology to incorporate the treated residue back into the process, without compromising the quality of the final product. The additional percentage (0.56%) was utilized because it represented the percentage volume of residue occurrence observed in the screening area of the industrial pulping process. The results obtained in this work showed that the re utilization of industrial fibrous residue for brown paper production is technically viable, as well as its use as an additive in the recovery of recycled paper properties, and its incorporation into the process of bleached pulp production. Buscando alternativas para otimizar a utilização de recursos florestais, o presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de gerar formas de aproveitamento do rejeito do setor de depuração da indústria de celulose kraft de eucalipto. Na recuperação do rejeito foram utilizados, em laboratório, sistemas mecânicos de eliminação de impurezas (lavagem, desarenação e depuração) e de desagregação para otimizar o nível quantitativo de aproveitamento do rejeito. Os estudos foram desenvolvidos em três etapas. A primeira consistiu na avaliação do potencial do rejeito fibroso industrial para a produção de papel. O resíduo fibroso, após depuração, foi submetido a avaliações físicas, químicas e morfológicas e, então, refinado, para formação de folhas e avaliação das propriedades dos papéis produzidas. Como referenciais comparativos foram utilizados polpa industrial obtida de papéis reciclados e polpa industrial marrom de eucalipto. Na segunda etapa foi avaliada a recuperação das propriedades de papéis reciclados produzidos com adição (25, 50 e 75%) da polpa obtida a partir do resíduo fibroso. Tendo em vista os resultados obtidos na primeira etapa, foi selecionada a polpa recuperada que apresentou melhor nível de aproveitamento e o maior potencial de recuperação de propriedades de papéis reciclados. Por fim, em uma terceira etapa de estudos, foi acrescentado 0,56% de cada um dos quatro tipos de polpas recuperadas (A, B, C e D) à polpa industrial normal marrom de eucalipto, as quais foram submetidas ao branqueamento (OD0EOD1D2), buscando verificar a capacidade da tecnologia de branqueamento em incorporar o rejeito tratado de volta ao processo, sem comprometer a qualidade do produto final. O percentual de adição de 0,56% foi utilizado por representar o volume percentual de ocorrência do rejeito no setor de depuração do processo industrial de polpação. Os resultados obtidos neste trabalho demonstraram que, tecnicamente, é viável o reaproveitamento do rejeito fibroso industrial para a produção de papel marrom, para utilização como aditivo na recuperação das propriedades de papéis reciclados e para sua reintegração no próprio processo de produção da polpa branqueada.