APLICAÇÃO DE ÓXIDOS DE FERRO NANOESTRUTURADOS COMO ADSORVENTES E FOTOCATALISADORES NA REMOÇÃO DE POLUENTES DE ÁGUAS RESIDUAIS

New techniques for treating wastewater, particularly the removal or degradation of organic pollutants and heavy metals, among other pollutants, have been extensively studied. The use of nanostructured iron oxides as adsorbent and photocatalyst for the removal of these contaminants has proved a promising approach, not only because of their high treatment efficiency, but also for their cost-effectiveness, having the flexibility for in situ and ex situ applications. In this review, we briefly introduced the most used kinds of iron oxide nanoparticles, some synthesis techniques for iron oxide nanostructure formation, their potential benefits in environmental clean-up, and their recent advances and applications in wastewater treatment. These advances range from the direct applications of synthesized nanoparticles as adsorbents for removing toxic contaminants or as catalysts to oxidize and break down noxious contaminants (including bacteria and viruses) in wastewater, to integrating nanoparticles into conventional treatment technologies, such as composite photocatalytic filters (membranes, sand and ceramic) that combine separation technology with photocatalytic activity. Finally, the impact of nanoparticles on the environment and human health is briefly discussed.

Sistema multicomutado de análise em fluxo para determinação de amônio e monocloramina em águas residuais e produtos de desinfecção

A binary sampling flow analysis system equipped with gas diffusion cell was developed for NH4+ and/or NH2Cl determination in wastewater and disinfection products samples based on the Berthelot reaction of the NH2Cl diffused through the semi-permeable PTFE membrane. The effect of the analytical conditions related to the reaction and flow parameters were evaluated and N-NH4+ and N-NH2Cl were determined in concentration ranges from 0.17 to 5 mg L-1 and from 0.5 to 14.5 mg L-1, respectively. Limits of detection (3σ) of 50 and 140 µg L-1 for N-NH4+ and N-NH2Cl were calculated, respectively, and RSD of 5 and 2% were calculated for 10 consecutive determinations of N-NH4+ (1 and 3 mg L-1) and N-NH2Cl (3 and 9 mg L-1), respectively with 30 determinations h-1.

Aplicação de efluente tratado de suinocultura para diluição de dejeto suíno e remoção de nitrogênio por desnitrificação

Este trabalho avaliou o efeito da diluição do dejeto de suíno com o efluente tratado a 50% (v/v), com vistas a aumentar a desnitrificação via fornecimento de carbono ao processo. Considerando-se a diluição estudada, a concentração média de N-NO3- na mistura foi de 47,9 + 14,5 mg L-1, e a DQO da mistura, na faixa de 17.543 + 675 mg L-1, resultando numa relação DQO/N-NO3- de 366, extremamente favorável à ocorrência da atividade desnitrificante no tanque de homogeneização da mistura. A concentração de N-NO3- foi reduzida biologicamente a 0,5 mg L-1 (cerca de 1% da concentração inicial). O procedimento testado promoveu, ainda, uma melhora na etapa de separação sólido-líquido, empregando coagulantes naturais, onde foi observado um consumo de tanino inferior ao esperado.

Remoção de compostos nitrogenados e fosfatados de efluentes por meio de reator anaeróbico com fluxo ascendente

O objetivo deste trabalho foi avaliar a remoção de compostos nitrogenados e fosfatados e da carga orgânica poluidora oriunda de cultivo heterotrófico de camarão marinho, por meio de reator anaeróbico. Foi construído um reator com fluxo ascendente, em que os efluentes de entrada e saída foram avaliados continuamente durante 120 horas, com três repetições. Os parâmetros físicos e químicos avaliados foram: temperatura, pH, condutividade, ortofosfato, nitrito, nitrato, amônia, demanda química de oxigênio e sólidos totais. O reator permaneceu estável, com boas condições de retenção de sólidos. O reator anaeróbico removeu 96,7% do nitrogênio amoniacal e 91% de ortofosfatos dos efluentes de cultivo de camarão marinho, o que mostra que os efluentes tratados estão dentro dos limites estabelecidos pela legislação.

Reatores anaeróbios operados em batelada sequencial seguidos de lagoas de polimento para o tratamento de águas residuárias de suinocultura. Parte II: remoção de nutrientes e coliformes

Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de dois reatores anaeróbios operados em batelada sequencial (ASBR), instalados em série, em escala-piloto (volumes de 280 L e 140 L, respectivamente), no tratamento de águas residuárias de suinocultura, com concentrações de sólidos suspensos totais (SST) em torno de 10.000 mg L-1. Para o pós-tratamento do efluente do sistema de tratamento com os ASBR, utilizou-se de duas lagoas de polimento (volume de 1.000 L, cada) em série. As cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no primeiro ASBR variaram de 4,43 a 12,75 g DQOtotal (L d)-1. As eficiências médias de remoção de nitrogênio total Kjeldahl (NTK) e fósforo total (P-total) variaram de 30 a 82% e de 42 a 100%, respectivamente, no sistema de tratamento anaeróbio composto pelos ASBR seguidos das lagoas de polimento. A utilização das lagoas de polimento em série permitiu manter eficiências médias de remoção acima de 80% para o Fe, Mn e Zn e de 76% para o Cu. O número de coliformes termotolerantes foi reduzido a 8x10³ NMP/100 mL.

Presença de compostos de nitrogênio em águas de poços

INTRODUÇÃO: A presença de compostos de nitrogênio nos seus diferentes estados de oxidação é indicativo de contaminação do aquífero e de possíveis condições higiênico-sanitárias insatisfatórias. O nitrito e o nitrato estão associados a dois efeitos adversos à saúde: a indução à metemoglobinemia e a formação potencial de nitrosaminas e nitrosamidas carcinogênicas. Assim, foi verificada a contaminação das águas subterrâneas por compostos de nitrogênio, através da determinação de nitrogênio amoniacal, nitrogênio albuminóide, nitrito e nitrato, e avaliada a adequação da legislação vigente. MATERIAL E MÉTODO: Foram analisadas 607 amostras de águas de poços localizadas predominantemente na Região Metropolitana da Grande São Paulo, através de técnicas espectrofotométricas na região do visível. RESULTADOS: Os resultados analíticos foram avaliados com base nas legislações federal e estadual paulista. Das amostras analisadas, 91 (15%) apresentaram teores de pelo menos uma forma do nitrogênio em desacordo com a legislação estadual e 24 (4,0%) apresentaram teores de nitrato em desacordo com a legislação federal. CONCLUSÃO: Apenas o nitrato apresenta valor máximo permissível na legislação federal, enquanto que a estadual contempla os quatro compostos nitrogenados. Com base nos resultados da presença significativa desses derivados nas amostras analisadas, os quais comprometem a qualidade das águas e apresentam riscos potenciais à saúde humana, sugere-se a sua inclusão na legislação federal.

Influência de nitrogênio amoniacal e vazão de ar no processo de nitrificação, etapa de tratamento de efluente de abatedouro de peixe

O efluente proveniente de abatedouro de peixes possui alto teor de nitrogênio, um dos principais causadores de eutrofização nos corpos d'água. Sua remoção pode ser feita em duas etapas separadas: nitrificação e desnitrificação. Este experimento teve como objetivo testar a influência da vazão de ar (valores de 1 a 3 L min-1) e a concentração de nitrogênio amoniacal (de 40 a 100 mg L-1) no processo de nitrificação. Foi utilizado um reator em batelada sequencial com biomassa imobilizada, com volume útil de 2,5 L, operado conforme delineamento composto central rotacional, em que as variáveis-resposta analisadas foram percentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato e percentagem de acúmulo de nitrito. Os resultados mostraram, com intervalo de confiança de 95%, que o aumento dos dois fatores diminuiu significativamente a percentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato. Já a percentagem de acúmulo de nitrito aumentou significativamente quando houve aumento da concentração de nitrogênio amoniacal, não sendo influenciada significativamente pela vazão de ar. Durante o experimento, a melhor condição de operação encontrada para o equilíbrio das reações foi com concentração de nitrogênio amoniacal de 70 mg L-1 e com vazão de ar de 2 L min-1.

Tratamento de efluente de abatedouro de tilápia com adição de manipueira na fase anóxica

O objetivo deste trabalho foi avaliar a desnitrificação de efluente de abatedouro de tilápia, em reator em batelada. Para isto, foi avaliado o efluente gerado por uma indústria processadora de mandioca (manipueira) como fonte de carbono. Também foram avaliadas as condições de agitação do sistema. Os experimentos foram conduzidos em escala de laboratório, em que foram testados cinco níveis de agitação (20; 32; 60; 88 e 100 rpm) e cinco níveis de relação DQO/N (0,1; 1,0; 3,2; 5,4 e 6,3), configurando-se um planejamento do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), com quatro ensaios nos níveis +1 e - 1; quatro ensaios nos níveis dos pontos axiais (-1,414 e +1,414) e mais uma triplicata no ponto central (0), totalizando 11 ensaios. Avaliaram-se o desempenho da desnitrificação através da remoção de nitrato (%) e a remoção de nitrito (%). Durante o processo, também foram monitorados temperatura (ºC), pH e alcalinidade (mgCaCO3.L-1). Os resultados mostraram que a relação DQO/N teve influência significativa, com intervalo de confiança de 95%, sobre o processo de remoção de nitrato e nitrito, com faixa ótima de operação entre 3,2 e 5,4, cujas eficiências de remoção de nitrogênio foram de 100%.

Unidades combinadas RAFA-SAC para tratamento de água residuária de suinocultura – parte II nutrientes

RESUMO Neste trabalho, avaliou-se o efeito combinado de duas unidades de tratamento na remoção de nitrogênio total Kjeldahl (NTK) e fósforo total (PT). As unidades avaliadas receberam alimentação contínua, sendo um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente tipo RAFA, com volume útil de 96 L, seguido de um sistema alagado construído (SAC) com capacidade para 237 L. O experimento foi conduzido em três fases, variando o tempo de detenção hidráulica (TDH) no reator anaeróbio de: 59 h, 19,5 h e 5 h, e no SAC 146 h, 48 h e 13 h, respectivamente, nas fases I, II e III. A carga orgânica volumétrica (COV) aplicada foi de 1,2; 1,3 e 13,0 kg m-3 d-1 de DQO no RAFA, e as taxas de aplicação superficial (TAS) no SAC foram de 120, 130 e 464 kg ha-1d-1 de NTK e 13; 51 e 240 kg ha-1 d-1de PT e de 850; 656 e 6.335 kg ha-1 d-1 de DQO. As eficiências de remoção de NTK e PT no sistema como um todo foram de, aproximadamente, 35%, não havendo diferença significativa entre as fases. Porém, em termos de COV removida, houve maior remoção com o aumento da carga aplicada. As características apresentadas pelo efluente do sistema nas diferentes fases não alcançaram os padrões ambientais para lançamento em cursos de água no Estado de Minas Gerais, dentre as variáveis avaliadas, mas seu potencial nutricional deve ser utilizado para produção agrícola.

Avaliação de filtros domésticos comerciais para purificação de águas e retenção de contaminantes inorgânicos

Twenty domestic commercial filters, in order to determine the percentual retention of color, turbidity, dry residue, bicarbonates, carbonates, total hardness, nitrogens, iron, chlorides, fluorides, and residual chlorine (parameters of food legislation) and sulphides in thirteen water samples proceeding from springs, wells, rivers, lakes, drinking patterns and standards, before and after purification were evaluated. The results showed that purifiers presented adequate retention for nitrates (74.8 ± 16.2 %) and residual chlorine (74.0 ± 11.2) and medium retention for sulphides (61.7 ± 11.3); while porcelain plus activated carbon filters presented adequate retention for color (90.0 ± 19.7), turbidity (76.4 ± 18.4) and iron (83.5 ± 15.1). Therefore the retention of carbonates, bicarbonates, total hardness, chlorides, dry residue, fluorides, ammonium nitrogens and nitrites was less than 10%, and the values of pH didn't show significant variation, for all the filters studied.

Métodos de baixo custo para purificação de reagentes e controle da contaminação para a determinação de metais traços em águas naturais

Probably one of the most difficult and challenging aspects of measuring trace metals in natural waters is to avoid contamination during sampling, manipulation and analysis. This work discusses how to avoid contamination using simple procedures, and considers alternative methods to purify deionised water and low grade reagents to enable accurate determination of trace metals in natural waters in a common laboratory. Measurements were performed by cathodic stripping voltammetry and copper was used as a model metal to test the procedures. It was possible to evaluate copper speciation in natural waters even when total dissolved copper concentration was as low as 1.5 nmol L-1. The methods' accuracy was confirmed by analysis of certified seawater.

Microesferas de quitosana reticuladas com tripolifosfato utilizadas para remoção da acidez, ferro(III) e manganês(II) de águas contaminadas pela mineração de carvão

Considerable attention has been paid to chitosan and derivatives as efficient adsorbents of pollutants such as metal ions and dyes in aqueous medium. Nevertheless, no report can be found on the remedial actions of chitosan microspheres crosslinked with tripolyphosphate to control acidity, iron (III) and manganese (II) contents in wastewaters from coal mining. In this work, chitosan microspheres crosslinked with tripolyphosphate were used for the neutralization of acidity and removal of Fe (III) and Mn (II) from coal mining wastewaters. The study involved static and dinamic methods. The neutralization capacity of the surface of the static system was 395 mmol of H3O+ per kilogram of microspheres, higher than that of the dynamic one (223 mmol kg-1). The removal of Fe(III) in wastewater was of 100% and that of Mn(II) was 90%.

Desenvolvimento de um método empregando quitosana para remoção de íons metálicos de águas residuárias

In this work a method was developed for removing metallic ions from wastewaters by co-precipitation of Cu2+, Pb2+, Cd2+, Cr3+ and Hg2+ with chitosan and sodium hydroxide solution. Solutions of these metallic ions in the range from 0.55 to 2160 mg L-1 were added to chitosan dissolved in 0.05 mol L-1 HCl. For the co-precipitation of metal-chitosan-hydroxide a 0.17 mol L-1 NaOH solution was added until pH 8.5-9.5. A parallel study was carried out applying a 0.17 mol L-1 NaOH solution to precipitate those metallic ions. Also, a chitosan solid phase column was used for removing those metallic ions from wastewaters.

Utilização de zeólitas sintetizadas a partir de xisto retortado na remoção de arsênio em águas contaminadas

The solid by-product of the oil shale processing (PETROBRAS - Brazil) was used as raw material to synthesize zeolites A and faujasite. Alkaline fusion followed by hydrothermal treatment was the synthesis procedure used, and five different starting material compositions were obtained. The more crystalline zeolite-type materials synthesized, the pretreated oil shale ash and commercial zeolites were used as adsorbents in the purification of pollutant solutions with arsenic. The zeolite-type material composed of a mixture of zeolite A (42.6%) and faujasite (52.9%) presented an ion exchange capacity comparable to the pure zeolites A and faujasite, much better than the pretreated ash.

Bioprocessos para remoção de dióxido de carbono e óxido de nitrogênio por micro-algas visando a utilização de gases gerados durante a combustão do carvão

The aim of this work was to study the removal of CO2 and NO by microalgae and to evaluate the kinetic characteristics of the cultures. Spirulina sp. showed µmax and Xmax (0.11 d-1, 1.11 g L-1 d-1) when treated with CO2 and NaNO3. The maximum CO2 removal was 22.97% for S. obliquus treated with KNO3 and atmospheric CO2. The S. obliquus showed maximum NO removal (21.30%) when treated with NO and CO2. Coupling the cultivation of these microalgae with the removal of CO2 and NO has the potential not only to reduce the costs of culture media but also to offset carbon and nitrogen emissions.