Electrooxidation of glyphosate herbicide at different DSA (R) compositions: pH, concentration and supporting electrolyte effect

This paper has investigated the electrochemical oxidation of glyphosate herbicide (GH) on RuO(2) and IrO(2) dimensionally stable anode (DSA (R)) electrodes. Electrolysis was achieved under galvanostatic control as a function of pH, GH concentration, supporting electrolyte, and current density. The influence of the oxide composition on GH degradation seems to be significant in the absence of chloride; Ti/Ir(0.30)Sn(0.70)O(2) is the best electrode material to oxidize GH. GH oxidation is favored at low pH values. The use of chloride medium increases the oxidizing power and the influence of the oxide composition is meaningless. At 30 mA cm(-2) and 4 h of electrolysis, complete GH removal from the electrolyzed solution has been obtained. In chloride medium, application of 50 mA cm(-2) leads to virtually total mineralization ( release of phosphate ions = 91%) for all the evaluated oxide materials. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Application of Ti/RuO(2)-Ta(2)O(5) electrodes in the electrooxidation of ethanol and derivants: Reactivity versus electrocatalytic efficiency

The influence of the preparation method on the performance of RuO(2)-Ta(2)O(5) electrodes was evaluated toward the ethanol oxidation reaction (EOR). Freshly prepared RuO(2)-Ta(2)O(5) thin films containing between 30 and 80 at.% Ru were prepared by two different methods: the modified Pechini-Adams method (DPP) and standard thermal decomposition (STD). Electrochemical investigation of the electrode containing RuO(2)-Ta(2)O(5) thin films was conducted as a function of electrode composition in a 0.5-mol dm(-3) H(2)SO(4) solution, in the presence and absence of ethanol and its derivants (acetaldehyde and acetic acid). At a low ethanol concentration (5 mmol dm(-3)), ethanol oxidation leads to high yields of acetic acid and CO(2). On the other hand, an increase in ethanol concentration (15-1000 mmol dm(-3)) favors acetaldehyde formation, so acetic acid and CO(2) production is hindered, in this case. Electrodes prepared by DPP provide higher current efficiency than STD electrodes for all the investigated ethanol concentrations. This may be explained by the increase in electrode area obtained with the DPP preparation method compared with STD. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Electrocatalytic oxidation of ethanol on Sn((1-x))Ir((x))O(2) electrodes in acid medium

The electrochemical oxidation of ethanol at Sn((1-x))Ir (x) O(2) electrodes (with x = 0.01, 0.05, 0.1 and 0.3) was studied in 0.1 mol L(-1) HClO(4) solution. Electrolysis experiments were carried out and the reaction products were analyzed by Liquid Chromatography. It was found that the amounts of the reaction products depended on the composition of the electrode. In situ infrared reflectance spectroscopy measurements were performed to identify the adsorbed intermediates and to postulate a reaction mechanism for ethanol electrooxidation on these electrode materials. As evidence, acetaldehyde and acetic acid were formed through a successive reaction process. Carbon dioxide was also identified as the end product, showing that the cleavage of the carbon-carbon bond occurred. These results indicate that the synthesized catalysts are able to lead to the total combustion of organic compounds. Analysis of the water bending band at different potentials illustrated its role at the electrode interface.

Electrochemical oxidation of acid black 210 dye on the boron-doped diamond electrode in the presence of phosphate ions: Effect of current density, pH, and chloride ions

The electrochemical oxidation of acid black 210 dye (AB-210) on the boron-doped diamond (BDD) was investigated under different pH conditions. The best performance for the AB-210 oxidation occurred in alkaline phosphate solution. This is probably due to oxidizing agents such as phosphate radicals and peroxodiphosphate ions, which can be electrochemically produced with good yields on the BDD anode, mainly in alkaline solution. Under this condition, the COD (chemical oxygen demand) removal was higher than that obtained from the model proposed by Comninellis. Electrolyses performed in phosphate buffer and in the presence of chloride ions resulted in faster COD and color removals in acid and neutral solutions, but in alkaline phosphate solution, a better performance in terms of TOC removal was obtained in the absence of chloride. Moreover, organochloride compounds were detected in all electrolyses performed in the presence of chloride. The AB-210 electrooxidation on BDD using phosphate as supporting electrolyte proved to be interesting since oxidizing species generated from phosphate ions were able to completely degrade the dye without producing organochloride compounds. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Electrochemical degradation of glyphosate formulations at DSA(A (R)) anodes in chloride medium: an AOX formation study

The electrochemical degradation of different glyphosate herbicide formulations on RuO(2) and IrO(2) DSA(A (R)) electrodes is investigated. Parameters that could influence the formation of organochloride compounds during electrolysis are studied. The effects of chloride concentration, electrodic composition, current density, and electrolysis time are reported. The influence of the oxide composition on herbicide degradation seems to be almost insignificant; however, there is a straight relationship between anode composition and organic halides formation. Commercial herbicide formulations have lower degradation rates and lead to the formation of a larger quantities of organochloride compounds. In high chloride concentrations, there is a significant increase in organic mineralization, and the relationship between chloride concentration and organic halides formation is direct. Only in low chloride medium investigated the organochloride concentration obtained was below the limit values allowed in Brazil. The determination of organic halides absorbable (AOX) during electrolysis increases significantly with the applied current. Even during long-term electrolysis, a large amount of organochloride compounds is formed.

Enrichment of autotrophic anaerobic ammonium-oxidizing consortia from various wastewaters

The option for biological nitrogen removal has recently been broadened with the description of simultaneous nitrification/denitrification, anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) and the concept of CANON (completely autotrophic nitrogen removal over nitrite). An autotrophic anaerobic ammonium oxidation (AAAO) consortium was successfully selected and enriched from municipal treatment plant sludges in Sydney, Australia, but not from industrial coke-oven wastewater sludges. Chemolithoautotrophic basic salt (CLABS) medium was used in the selection of AAAO organisms and chloramphenicol was added to the initial stage of selection to eliminate denitrifiers. Two different temperatures, 37degreesC and 55degreesC, were used in the selection of mesophilic and thermophilic consortia, respectively. Thermophilic AAAO organisms were not selected at 55degreesC. Mesophilic AAAO activities, however, were evident in both batch and continuous cultures, whereby ammonium was consumed concurrently with a decrease of nitrite, giving a ratio of 1:1-1:1.3 in ammonium removal rate over nitrite consumption rate. A continuous-mode mesophilic fixed-bed reactor was established to enrich the AAAO consortium. After 1 year, biofilms, pinkish in color, had developed on the support media and side wall of the feed-line tubing. Ammonium and nitrite consumption increased from similar to15 mg to 60 mg d(-1) L-1 over a period of 243 days. Later, transmission electron microscopy (TEM) and fluorescence in situ hybridization (FISH) techniques revealed that the dominant cell type in the AAAO consortium had a similar morphology and 16S rDNA sequence homology to that of the recently described ANAMMOX organism, Brocadia anammoxidans.

Remoção do herbicida 2,4-D por meio do tratamento convencional da água e adsorção em carvão ativado granular em instalação piloto

O crescimento populacional empurra a produção agrícola em direção ao uso intensivo dos agrotóxicos que aumentam a produtividade. Porém, seu uso incorreto pode resultar em grave problema para as estações de tratamento da água e impactar negativamente na saúde pública. Segundo estudos em escala laboratorial, o tratamento convencional, um dos mais utilizados no Brasil, apresenta remoção insignificante do 2,4-D. A adsorção em carvão ativado tem se demonstrado como tecnologia eficiente na remoção de diversos contaminantes, dentre eles os agrotóxicos. Assim, foi avaliada a remoção dos herbicidas 2,4-D e 2,4,5-T e metabólito 2,4-DCP, utilizando o tratamento convencional e a adsorção em coluna de carvão ativado granular em instalação piloto. O carvão ativado granular empregado foi o derivado da casca de coco. A concentração dos herbicidas foi analisada por cromatografia líquida de alta eficiência com detector por arranjo de diodos e extração em fase sólida. A associação do tratamento convencional com a adsorção em carvão ativado granular apresentou elevada remoção do 2,4-D (99%) atingindo concentrações finais abaixo do limite da Portaria MS n° 2914/2011. O tratamento convencional, no entanto, também apresentou remoção do 2,4-D (35 a 59%), sendo o maior percentual obtido na decantação (30 a 52%), indicando que houve interação entre a matéria orgânica natural e o 2,4-D, contribuindo para sua remoção nessa etapa. O 2,4-DCP e 2,4,5-T apresentaram concentrações abaixo do limite de detecção.

Modelação do aquecimento de água de uma indústria local por meio de energias renováveis e estudo da sua viabilidade económica

Dissertação de Mestrado, Engenharia e Gestão de Sistemas de Água, 12 de Outubro de 2015, Universidade dos Açores.

Valorização de lamas de tratamento de águas residuais urbanas para utilização agrícola

Trabalho de Dissertação de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Hidráulica

Optimização de recursos numa industria de curtumes

O presente relatório descreve o trabalho de estágio efectuado na empresa Curtumes Aveneda, Lda com o objectivo de optimizar recursos como a água e energia. Foi realizado um diagnóstico energético que permitiu concluir que o consumo de energia na empresa é de 300 tep/ano, pelo que a empresa não é obrigada a adoptar as medidas de Regulamento de Gestão do Consumo de Energia (RGCE). O mesmo diagnóstico aponta para a existência de ineficiências, nomeadamente na tinturaria. Assim, foi projectado um sistema de controlo para adição de água na tinturaria com o intuito de reduzir o consumo de energia e água, e também melhorar a qualidade dos processos de tinturaria, dado que a adição de água é feita manualmente sem controlo de quantidade. Após consulta de fornecedor, o investimento em equipamento para tal sistema é de 10.012,00€ Foi desenvolvido um processo de recurtume compacto no sentido de promover a redução do consumo de água e de energia. Tal processo, quando comparado com um processo normal da empresa, gera uma redução de energia eléctrica no valor de 6.157,05 €/ano, uma redução no consumo de energia térmica da ordem de 904,00 €/ano, e ainda uma redução do consumo de água na ordem de 962 m3/ano correspondente a uma redução de 2.998,76 €/ano no tratamento de efluentes. Outras medidas foram sugeridas, mas sem uma fundamentação técnica e científica suficiente pelo que carecem de um estudo pormenorizado, como a instalação de arrancadores progressivos nos motores dos fulões, a optimização do aquecimento do ar de secagem na estufa com eventual recurso a painéis solares, e a optimização do funcionamento da caldeira dado o seu baixo rendimento.

Host-Guest interaction between herbicide oxadiargyl and hydroxypropyl-β-cyclodextrin

In the face of a growing human population and increased urbanization, the demand for pesticides will simply rise. Farmers must escalate yields on increasingly fewer farm acres. However, the risks of pesticides, whether real or perceived, may force changes in the way these chemicals are used. Scientists are working toward pest control plans that are environmentally sound, effective, and profitable. In this context the development of new pesticide formulations which may improve application effectiveness, safety, handling, and storage can be pointed out as a solution. As a contribution to the area, the microencapsulation of the herbicide oxadiargyl (OXA) in (2-hydroxypropyl)-β-cyclodextrin (HP-β-CD) was performed. The study was conducted in different aqueous media (ultrapure water and in different pH buffer solutions). In all cases an increment of the oxadiargyl solubility as a function of the HP-β-CD concentration that has been related to the formation of an inclusion complex was verified. UV-Vis and NMR experiments allowed concluding that the stoichiometry of the OXA/HP-β-CD complex formed is 1 : 1. The gathered results can be regarded as an important step for its removal from industrial effluents and/or to increase the stabilizing action, encapsulation, and adsorption in water treatment plants.

Gestão de resíduos produzidos num sistema de drenagem e tratamento de águas residuais

O presente trabalho centra-se na gestão de resíduos produzidos no sistema de drenagem e tratamento de águas residuais do município de Vila Nova de Gaia. A entidade onde decorreu o trabalho é uma empresa responsável pela distribuição de água e pela drenagem e tratamento de águas residuais. A empresa está certificada pela norma NP EN ISO 14001, desde 2001, sendo então um dos objectivos o enquadramento da gestão dos resíduos em estudo na referida norma, acompanhando os requisitos da mesma com vista ao seu total cumprimento. Outros dos objectivos foi estudar qual a opção de tratamento mais adequada a aplicar ao resíduo no seu local de armazenamento temporário com vista a minorar os seus impactes ambientais. De acordo com a caracterização analítica do resíduo e com os aspetos legais aplicáveis, foram também analisados os destinos finais possíveis e ambientalmente adequados ao resíduo. A medida proposta para a minimização de impactes no local de armazenamento temporário do resíduo foi a estabilização com cal nos leitos de secagem, disponíveis numa antiga ETAR de loteamento. O doseamento de cal a aplicar ao resíduo será de 10 kg de cal apagada comercial (Ca (OH)2) por uma tonelada de resíduo fresco com um período mínimo de secagem de 2 meses. Outra das medidas de minimização de impactes selecionada foi a implantação de uma cortina arbórea ao redor da instalação. Sendo o resíduo em estudo muito heterogéneo, constituído principalmente por areias, terras e gradados, a valorização foi equacionada mas não foram encontrados alternativas viáveis. O destino final considerado como mais adequado tendo em conta todas as características do resíduo e eluato, analisadas de acordo com o previsto no Decreto-Lei n.º 183/2009 de 10 de Agosto, foi o aterro para resíduos não perigosos. Foi também objecto do estudo a identificação e análise de todos os aspectos ambientais relacionados com a gestão de resíduos e a avaliação da sua significância. Dos aspectos ambientais identificados como significativos, destacam-se aqueles que ocorrem presentemente, os resíduos armazenados (gradados/limpeza de redes), e os que podem ocorrer em situações de emergência, fuga/derrame de óleos/combustíveis e cheiros/odores. De forma a minimizar os aspectos ambientais identificados, e de acordo com a norma NP EN ISO 14001, foram propostas ações que constam de um programa de gestão elaborado para este trabalho, onde se definem os objectivos, metas e prazos. As principais medidas propostas no programa de gestão foram: Estabilização com cal (inicial e reforço se necessário); melhoria do espaço envolvente; análise de questões de saúde ocupacional/segurança; adjudicação de prestação de serviços da recolha por operador licenciado; implantação da cortina arbórea; registo no SIRAPA; criação de planos de emergência ambiental e de segurança.

Otimização da Amostragem e Estudo de Viabilidade da Monitorização de Sondas na ETAR de Rabada

Mestrado em Engenharia Química - Tecnologias de Protecção Ambiental

Avaliação do efeito da microfauna do tanque de arejamento no efluente final

O presente trabalho, efetuado na Estação de Tratamento de Águas Residuais do Freixo (ETAR do Freixo), decorreu durante um período de nove meses, (entre Dezembro de 2012 e Agosto de 2013), e teve como principais objetivos: - a observação microscópica e respetiva identificação dos organismos presentes nas lamas ativadas dos reatores biológicos da ETAR (incidindo nos protozoários, metazoários e bactérias filamentosas); - estabelecer a relação entre os organismos identificados/quantidade respetiva e a sedimentabilidade das lamas ativadas e sua influência no processo de depuração; - avaliar a variação das espécies identificadas com as alterações processuais. Para o efeito, a metodologia utilizada foi: - a colheita diária de amostras em vários pontos da ETAR; - a determinação dos parâmetros operacionais e caracterização das amostras recolhidas, tendo sido efetuadas 6039 análises físico-químicas, incluindo ao afluente à ETAR, ao afluente e ao conteúdo dos dois reatores biológicos, à corrente de recirculação de lamas e ao efluente; - a visualização diária microscópica ótica sem contraste de fase dos microrganismos presentes nos reatores biológicos; - a visualização microscópica ótica com contraste de fase da microfauna presente nos reatores biológicos, sendo efetuadas 16 identificações e quantificações dos protozoários presentes nas lamas ativadas dos dois reatores e 10 identificações e quantificações das bactérias filamentosas presentes nos dois reatores biológicos. O início do estudo ocorreu num período em que se começou a verificar um aumento excessivo de espumas nos decantadores secundários, resultando numa fraca sedimentabilidade das lamas e numa menor qualidade do efluente final. Na tentativa de reduzir a excessiva ascensão do manto de lamas que se verificou, foram efectuadas alterações operacionais, consistindo: - na alteração da razão de recirculação da decantação secundária para os reatores biológicos; - na introdução de um composto altamente concentrado em matéria orgânica na corrente de recirculação de lamas; - na alteração da extração de lamas biológicas. Verificou-se que as alterações processuais efetuadas foram muito eficazes na diminuição do manto de lamas da decantação secundária, bem como muito eficazes na qualidade do efluente final. Durante os meses de Fevereiro a Agosto fez-se o acompanhamento diário de todas as condições de operação de modo a manter e validar o procedimento de operação, o qual se considerou muito eficaz em termos de obtenção de uma água tratada de excelente qualidade. Durante o estudo efetuado, verificou-se que a população microbiológica existente nos dois reatores biológicos se manteve praticamente inalterada durante todo o período, sendo os móveis de fundo e os sésseis os grupos dominantes. Esta dominância traduziu-se na elevada qualidade do efluente final que se observou a partir do mês de Fevereiro, tendo dificultado o estudo de novas condições de operação, mas facilitando a validação do procedimento adotado. No que se refere às bactérias filamentosas, verificou-se que são diversas as espécies presentes nos reatores biológicos e que existem em grande abundância, sendo que o Tipo 0092 é claramente dominante. O excessivo crescimento deste tipo de bactérias mostrou ser o maior problema a nível microbiológico no processo de tratamento da instalação, tornando-se crítico no período de inverno em que a temperatura e os picos de pluviosidade se mostraram condições favoráveis ao seu desenvolvimento. Para além da temperatura outros fatores mostraram-se responsáveis pelo seu crescimento tais como a razão Alimento/Microrganismo (A/M), a idade das lamas, a carga mássica afluente e o teor de oxigénio dissolvido nos reatores biológicos. Pode-se concluir que apesar de não se trabalhar com os valores teóricos dos parâmetros microbiológicos e operacionais considerados ideais, a ETAR do Freixo, possui um tratamento bastante eficaz na remoção da carga orgânica, na remoção de nutrientes e na remoção de sólidos suspensos totais, apesar da não existência de uma etapa de afinação final como a filtração.

Análise Económica da Produção de Óleo a Partir de Microalgas

Os biocombustíveis apresentam um interessante potencial de redução da dependência energética relativamente aos combustíveis fósseis. A produção de microalgas apresenta vários benefícios ambientais como sejam a utilização mais efetiva de terrenos, a captura de dióxido de carbono, a purificação de águas quando associada a um processo de tratamento de águas residuais e não provoca a disputa entre a produção de matéria-prima para alimentação e combustíveis. A cultura de microalgas para a produção de biodiesel tem recebido uma grande atenção nos últimos anos devido ao seu potencial. Neste trabalho pretende-se criar as etapas de processamento das microalgas em biodiesel onde são implementadas medidas de eficiência energética e aproveitamento de fontes poluidoras como o CO2. Para isso, formulou-se um modelo no programa Aspen Plus para simulação do processo desde a produção, colheita até à extração de óleo das microalgas e posterior avaliação económica do mesmo. Concluiu-se que para o projeto fosse pago no tempo de vida útil seria preciso vender o óleo a 13 $/kg. Aos preços atuais do óleo o projeto não é economicamente viável.