Uso de reator seqüencial em batelada (RSB) para pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio

Este trabalho consistiu no pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio, em um sistema de reator seqüencial em batelada (RSB), com vistas à remoção biológica de nitrogênio e fósforo. Primeiramente, em escala de laboratório, verificou-se a eficiência de três RSBs, com ciclos operacionais diferenciados, tratando o efluente produzido por um reator seqüencial em batelada anaeróbio (RSBAn), alimentado por esgoto sintético, caracteristicamente doméstico. Neste experimento, também acoplou-se um sistema de aquisição de dados aos RSBs, para monitorar continuamente os parâmetros pH, redox e OD, com o objetivo de obter pontos inferenciais de controle dos processos de nitrificação, desnitrificação e remoção biológica de fósforo. Subseqüente a este experimento, desenvolveu-se um sistema de RSB em escala piloto, tratando o efluente anaeróbio real de um UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), no intuito de analisar o efeito da mudança de escala e do tipo de esgoto, que passou de sintético a real, na performance do RSB. No experimento em escala de laboratório, os resultados obtidos demonstraram boas eficiências de remoção de DQO e SS, e uma ótima eficiência no processo de nitrificação. As eficiências médias de remoção de DQO, SS e nitrificação, foram respectivamente de 93,3%, 90,7% e 98,9%. O processo de desnitrificação não desenvolveu-se satisfatoriamente devido às baixas concentrações de matéria orgânica do efluente anaeróbio. O processo de remoção biológica de fósforo, além das baixas DQO afluentes, foi prejudicado pelas idades de lodo extremamente longas estabelecidas nesta fase experimental, em função da aplicação da estratégia de controle de processo baseada na concentração de SSV no licor. Objetivando-se aumentar a concentração de matéria orgânica imediatamente disponível no afluente, com o conseqüente acréscimo de eficiência nos processos de desnitrificação e remoção biológica de fósforo, introduziu-se um pré-fermentador, para gerar metade do efluente anaeróbio a ser tratado nos RSBs. O controle do processo passou a ser efetuado através da aplicação de uma idade de lodo pré-estabelecida de 20 dias. Observou-se um aumento bastante significativo do processo de desnitrificação, atingindo uma eficiência da ordem de 70,4%. No entanto, as maiores concentrações de matéria orgânica solúvel, com a introdução do pré-fermentador, não foram suficientes para estimular o desenvolvimento das bactérias removedoras de fósforo. Um aumento de DQO do esgoto sintético foi necessário para permitir a simultaneidade dos processos de desnitrificação e remoção de fósforo. Porém, apesar de apresentar ciclos operacionais com eficiências de 100% de remoção de fósforo, este processo não mostrou-se confiável, alternando entre fases de boas, médias e más eficiências. Provavelmente as idades de lodo, ainda muito altas para promover a remoção de fósforo do sistema, justificam a permanência bastante irregular na eficiência deste processo. Neste período, a concentração média de DQO necessária para atingir-se uma eficiência satisfatória nos processos conjuntos de nitrificação e desnitrificação, foi de 644,6 mg/L. As seguintes eficiências foram observadas: 95,8% na remoção de DQO, 98,7% na nitrificação, 76,8% na desnitrificação e 74,5% na remoção de nitrogênio. O acompanhamento "on line" de pH, redox e OD mostrou-se como uma eficiente ferramenta inferencial no controle de processos biológicos, principalmente daqueles referentes à remoção de nitrogênio. Dentre os três parâmetros monitorados, o pH apresentouse como o mais representativo. No experimento em escala piloto, o processo de nitrificação não desenvolveu-se possivelmente devido ao efeito conjunto de baixos tempos de detenção nas etapas aeróbias dos ciclos operacionais dos RSBs, com a ação tóxica de sulfetos produzidos no tratamento anaeróbio. O processo de remoção biológica de fósforo, similarmente ao experimento em escala de bancada, não mostrou-se confiável, apresentando períodos alternados de eficiência. Por fim, com vistas a verificar o desenvolvimento de processo inibitório por efluentes de tratamento anaeróbio em sistemas aeróbios, realizou-se uma série de testes de inibição com o efluente anaeróbio e também especificamente com sulfeto. Os testes respirométricos (DBO última e em batelada), foram de essencial importância para analisar a tratabilidade biológica de esgoto contendo composto tóxico. Pôde-se comprovar que o sulfeto, presente no efluente anaeróbio real, ou o efeito de sua combinação com outras substâncias contidas no lodo ativado, alterou a cinética dos processos biológicos desenvolvidos no sistema de tratamento do tipo lodo ativado.

Sobrevivência de microorganismos mesófilos e perfil físico-químico em estação de tratamento de dejetos suínos.

As variáveis físicas, químicas e microbiológicas de um sistema de lagoas interligadas para o tratamento de dejetos suínos foram avaliadas. O sistema, composto por sete lagoas em séries (duas anaeróbias, uma facultativa, uma com aeração mecânica e três aeróbias), está localizado no sul do Brasil e recebe dejetos de cerca de 4.000 matrizes e 30.000 suínos em crescimento e terminação. Foram realizadas 20 coletas quinzenais, em sete pontos ao longo do sistema de tratamento. Verificou-se a existência de diferença significativa (p<0,05) na quantidade de fosfato (PO4), nitrato (NO3), fósforo total (PT), sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV) entre os pontos iniciais do sistema, os quais são anteriores ao tratamento propriamente dito, e as demais fases do processo. A maior redução dos parâmetros analisados ocorreu após as lagoas anaeróbias, havendo uma contínua diminuição dos mesmos no decorrer do processo (p<0,05). As reduções observadas foram de 97,5% para Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), 97,2% para Demanda Bioquímica de Oxigênio (DQO), 74,8% PO4, 91,2% NO3, 70% PT, 77,4% ST, 86,7% SV, 99% de Coliformes Totais (CT) e 99% de Coliformes Fecais (CF) comparando-se os valores médios no início e no final do sistema. O sistema demostrou, ainda, ser eficaz no controle de Salmonella sp. Das 20 coletas realizadas, foi possível isolar Salmonella sp. em 13 coletas no ponto correspondente ao início do sistema de tratamento e em apenas uma no ponto final do mesmo. Ao lado disto, verificou-se modificação da microbiota mesófila aeróbia ao longo do sistema onde, no afluente predominaram microorganismos Gram negativos com características de enterobactérias e no efluente, cocos Gram positivos catalase negativos. Entretanto, não houve redução significativa no número de unidades formadoras de colônias de mesófilos aeróbios ao longo do sistema. Das 161 amostras de Salmonella Typhimurium e 186 amostras de Escherichia coli isoladas, determinou-se o perfil de resistência pelo método de difusão em ágar, usando 14 antimicrobianos. Observou-se resistência contra sulfonamida (99,5% e 100%), tetraciclina (97,3% e 99,4%), ampicilina (96,8% e 76,4%), estreptomicina (96,2% e 90,1%), sulfa/trimetoprima (95,2% e 84,5%), ácido nalidíxico (82,8% e 77,6%), cloranfenicol (70,4% e 29,2%), cefaclor (71,5% e 25,5%), neomicina (38,2% e 5%), gentamicina (37,1% e 6,2%), tobramicina (35,5% e 13,7%), ciprofloxacina (30,1% e 0%), amoxacilina/ácido clavulânico (11,8% e 5%) e amicacina (9,1% e 3,7%) para E. coli e Salmonella respectivamente, sendo que todas as amostras de Salmonella foram sensíveis à ciprofloxacina. A resistência a quatro ou mais antimicrobianos foi observada em 99,5% das amostras de E. coli e 94,5% das amostras de Salmonella. O padrão de multiresistência foi mantido ao longo do sistema, apesar de verificar-se uma tendência à menor resistência nas amostras de E. coli isoladas após a passagem pelas lagoas aeróbias. As amostras, tanto da afluente como do efluente do sistema, apresentaram grande variabilidade nos perfis de resistência.

Avaliação da eficácia da azitromicina como coadjuvante no tratamento da periodontite agressiva em indivíduos jovens : desfechos clínicos e radiográficos 12 meses após o tratamento

O presente estudo é um ensaio clínico randomizado, duplo-cego controlado por placebo que teve como objetivo comparar raspagem e alisamento radicular subgengival com e sem azitromicina no tratamento da periodontite agressiva em indivíduos jovens. Foram incluídos no estudo 22 indivíduos (13-26 anos) com pelo menos um molar/incisivo permanente com profundidade de sondagem (PS) e perda de inserção (PI) ≥4mm. Os pacientes foram divididos em grupos teste (n=11) e controle (n=11), após estratificação para hábito de fumar e extensão da doença. O tratamento foi dividido em duas fases: controle de placa supragengival e subgengival. A primeira fase foi realizada num período de duas semanas, seguida por sessões de raspagem e alisamento radicular (RASUB). O grupo teste também usou azitromicina 500mg uma vez ao dia por 3 dias e o grupo controle recebeu placebo. A medicação foi iniciada na primeira sessão de RASUB. Os parâmetros analisados foram: Índice de Placa Visível (IPV), Índice de Sangramento Gengival (ISG), profundidade de sondagem (PS), sangramento à sondagem (SS) e perda de inserção (PI) no início, após 3, 6, 9 e 12 meses. Tomadas radiográficas padronizadas foram realizadas no início e 12 meses após o tratamento em 18 indivíduos. A distância entre junção amelocementária e crista óssea (AO) foi medida com o programa Adobe Photoshop 7.0, e a densidade óssea (DO) através da média dos tons de cinza, com o programa ImageTool 8.0. A análise estatística utilizou Generalized Estimating Equations, ajustando para medidas iniciais e placa, incluindo apenas dentes com PI≥4mm no início. Não houve diferenças significativas entre os grupos no IPV e ISG durante o estudo. Análise utilizando todos os sítios demonstrou não haver diferenças significativas entre os grupos em PS e PI, e redução significativa no grupo teste no SS (diferença ajustada-DA: 7%; p=0,007) aos 12 meses. Em sítios com PS≥7mm, azitromicina demonstrou redução significativa na PS (DA: 0,83mm; p=0,04) e no SS (DA: 11%; p=0,001) aos 12 meses, mas não foi observada diferença significativa na PI entre os grupos. Em sítios com PS moderada (4-6mm) não se observaram diferenças em nenhum parâmetro. Altura e densidade óssea foram comparadas com teste t, tendo o indivíduo como unidade analítica (=5%). Foi observado um ganho significativo na AO nos grupos teste (3,8±1,1mm para 3,4±1,2mm) e controle (5,0±2,4mm para 4,6±2,4mm). Nenhuma diferença significativa foi observada entre os grupos experimentais (p=0,207). Nenhuma diferença significativa foi observada na DO entre os grupos experimentais, tanto no início (teste:90,23±15,60 e controle:88,42±14,27; p=0,801) quanto aos 12 meses (teste:93,40±18,97 e controle:81,63±26,11; p=0,291). Pode-se concluir que o uso coadjuvante da azitromicina propiciou uma maior redução de PS e SS em sítios inicialmente profundos de indivíduos jovens com periodontite agressiva.

Avaliação a campo da vacina enterisol ileitis através de parâmetros zootécnicos e sanitários em suínos nas fases de crescimento e terminação.

Entre as causas de diarréia em suínos de crescimento e terminação, a infecção por L. intracellularis é uma das mais relevantes e é uma das principais justificativas para o uso excessivo de antimicrobianos na ração. O presente experimento visou a avaliar uma alternativa ao uso de medicamentos para o controle da infecção pela L. intracellularis, a vacinação. O teste foi realizado com uma vacina avirulenta já licenciada para uso em outros países (Enterisol® Ileitis) e que em avaliações realizadas em diversos países mostrou resultados, em sua maior parte, favoráveis. O experimento foi conduzido em uma empresa integradora, localizada no Estado de Santa Catarina entre os meses de Maio a Dezembro de 2004. Para tal foram usados 54.030 animais submetidos a quatro tratamentos, em delineamento fatorial 2 x 2, sendo avaliado o efeito de dois fatores: a administração ou não da vacina e o fornecimento de ração com antimicrobianos de forma contínua ou descontínua, durante os períodos de crescimento e terminação. O número de lotes que fizeram parte do experimento foi 128 (32 em cada tratamento) e o lote foi considerado como unidade experimental. A vacina foi administrada na água de bebida entre as semanas 3 e 4 de alojamento. Houve efeito da vacinação na conversão alimentar (P<0,05), a qual foi melhor nos animais vacinados. Além disso, ocorreu uma tendência (P=0,079) dos animais vacinados em apresentar menor coeficiente de variação no peso da carcaça quente. . Os animais que receberam medicação com antimicrobianos de forma descontínua tenderam a ganhar menos peso (P=0,078) do que os animais que receberam ração com antimicrobianos de forma contínua. O coeficiente de variação de peso da carcaça quente foi menor (P<0,05) nos animais que receberam ração de forma descontínua com antimicrobianos em comparação aos que receberam ração com antimicrobianos de forma contínua. Ocorreram poucos diagnósticos da presença do agente em lotes com e sem diarréia durante o experimento. É possível que o período experimental tenha havido baixa circulação do agente e que os efeitos favoráveis na conversão alimentar reflitam um controle da forma sub-clínica da infecção.

Metodologia para tratamento e manipulação de informações de comércio eletrônico

A grande disponibilidade de informações oferece um amplo potencial comercial. Contudo, o enorme volume e diversidade de oportunidades gera um problema: limitações comerciais criadas pela seleção e a manipulação manual dessa informação. O tratamento das grandes bases de dados não estruturadas e/ou semi-estruturadas (BDNE/SE), como as trazidas pela Internet, é uma fonte de conhecimento rica e confiável, permitindo a análise de mercados. O tratamento e a estruturação dessa informação permitirá seu melhor gerenciamento, a realização de consultas e a tomada de decisões, criando diferenciais competitivos de mercado. Pesquisas em Recuperação de Informação (RI), as quais culminaram nesta tese, investem na melhoria da posição competitiva de pequenas e médias empresas, hoje inseridas, pelo comércio eletrônico, em um mercado globalizado, dinâmico e competitivo. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma Metodologia de Extração de Informações para o Tratamento e Manipulação de Informações de Comércio Eletrônico. Chamaremos essa metodologia de EI-MNBC, ou seja, Extração de Informações em Múltiplos Níveis Baseada em Conhecimento. Os usuários da EIMNBC podem rapidamente obter as informações desejadas, frente ao tempo de pesquisa e leitura manual dos dados, ou ao uso de ferramentas automáticas inadequadas. Os problemas de volume, diversidade de formatos de armazenamento, diferentes necessidades de pesquisa das informações, entre outros, serão solucionados. A metodologia EI-MNBC utiliza conhecimentos de RI, combinando tecnologias de Recuperação de Documentos, Extração de Informações e Mineração de Dados em uma abordagem híbrida para o tratamento de BDNE/SE. Propõe-se uma nova forma de integração (múltiplos níveis) e configuração (sistema baseado em conhecimento - SBC) de processos de extração de informações, tratando de forma mais eficaz e eficiente as BDNE/SE usadas em comércio eletrônico. Esse tratamento viabilizará o uso de ferramentas de manipulação de dados estruturados, como Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados, sobre as informações anteriormente desestruturadas. A busca do conhecimento existente em bases de dados textuais não estruturadas demanda a compreensão desses dados. O objetivo é enfatizar os aspectos cognitivos superficiais envolvidos na leitura de um texto, entendendo como as pessoas recuperam as informações e armazenando esse conhecimento em regras que guiarão o processo de extração. A estrutura da metodolo gia EI-MNBC é similar a de um SBC: os módulos de extração (máquinas de inferência) analisam os documentos (eventos) de acordo com o conteúdo das bases de conhecimento, interpretando as regras. O resultado é um arquivo estruturado com as informações extraíd as (conclusões). Usando a EI-MNBC, implementou-se o SE-MNBC (Sistema de Extração de Informações em Múltiplos Níveis Baseado em Conhecimento) que foi aplicado sobre o sistema ETO (Electronic Trading Opportunities). O sistema ETO permite que as empresas negociem através da troca de e-mails e o SE-MNBC extrai as informações relevantes nessas mensagens. A aplicação é estruturada em três fases: análise estrutural dos textos, identificação do assunto (domínio) de cada texto e extração, transformando a informação não estruturada em uma base de dados estruturada.

Estudo do tratamento de inclusões com cálcio na fabricação do aço SAE 8620

O tratamento de modificação de óxidos (e sulfetos) com cálcio tornou-se usual na produção de aços de elevada limpeza interna. O conhecimento da composição química de inclusões, dependendo da composição do aço líquido, é requisito fundamental para garantir a lingotabilidade desses aços e propriedades mecânicas adequadas dependendo da aplicação dos mesmos. O objetivo deste trabalho foi o estudo da composição química de inclusões ao longo do processo de refino secundário, com enfoque no tratamento com cálcio. Para tanto, foram comparados dados experimentais (planta industrial) com simulações via termodinâmica computacional (software FactSage). A metodologia utilizada consistiu em: a) obtenção de dados experimentais para determinar os dados de entrada das simulações; b) utilizar os bancos de dados e a rotina de minimização da Energia de Gibbs do software FactSage, para calcular o equilíbrio entre as fases aço líquido (modelo associado) e inclusões (escória - modelo quase-químico modificado) e; c) comparar os resultados obtidos na planta industrial com os simulados via FactSage. O acompanhamento do processo de elaboração do aço na Gerdau Aços Especiais Piratini (AEP) foi fundamental para identificar eventuais desvios de processo, bem como para interpretar eventuais discrepâncias entre os resultados Na simulação de todas as provas, verificou-se que é fundamental um baixo desvio-padrão na análise dos elementos, se o objetivo é simular um padrão de elaboração de aço. Como resultado deste trabalho, verificou-se ainda que entre 10 e 14 ppm é a faixa ideal de cálcio para a formação de inclusões líquidas com teor mínimo de CaS, para os níveis de oxigênio, enxofre e alumínio do SAE 8620 na etapa final do processo de elaboração desse aço na AEP. É importante destacar que faixas mais amplas de cálcio podem ser utilizadas, dependendo do tipo de processo na aciaria e do tipo de produto requerido.

Tratamento termoquímico do titânio auxiliado por plasma de ar - N2 - O2

Discs were grade II cp Ti oxynitride by plasma of Ar - N2 - O2 using different proportions of individual gases. These ratios were established from analysis of optical emission spectroscopy (OES) of plasma species. The proportions that resulted in species whose spectra showed an abrupt change of light intensity were chosen for this study. Nanohardness tests revealed that there was a correlation between the intensity of N2 + species with the hardness, because the treatments where they had a higher intensity, obtained a higher value nanohardness, although the crystalline phases have remained unchanged. With respect to topography, it was observed that in general, the surface roughness is related to the intensities of plasma species, because they may have different values depending on the behavior of the species. Images obtained by optical microscopy revealed a surface with grains of different colors to optical reflectance showed a peak of reflection in the red area. Measures the contact angle and surface tension showed hydrophilic properties and hydrophilic with little variation of polar and dispersive components of surface tension

Eletroacupuntura aplicada nas fases precoce e tardia da cicatrização do tendão calcanear comum de coelhos após reparo tardio com peritônio bovino conservado em solução supersaturada de sal: aspectos clínicos

Para avaliar o uso da eletroacupuntura (EA) sobre os aspectos clínicos e deambulatórios, 36 coelhos tiveram o tendão calcanear comum seccionado e, após 30 dias, receberam enxerto de peritônio bovino conservado em solução supersaturada de sal. em seguida, os animais foram distribuídos aleatoriamente em três grupos de igual número: no primeiro grupo, os coelhos foram estimulados pela EA do segundo ao 11° dia de pós-operatório (PO) (E10); no segundo grupo do 11o ao 31o dia de PO (E20) e, no terceiro grupo, os animais não foram estimulados (C). Verificou-se, nos animais do E10, durante o PO, ausência de edema e hiperemia no membro tratado pela EA. Não se observou diferença significativa (P>0,05) entre os grupos quanto ao grau de deambulação dos animais. Todos os coelhos tiveram completa recuperação da deambulação até os 51 dias de PO. A utilização da eletroacupuntura na fase precoce da cicatrização do tendão calcanear comum de coelhos impediu a formação de edema e hiperemia. O tratamento com eletroacupuntura no PO não melhorou o desempenho da deambulação.

Aperfeiçoamento no projeto de um protótipo de misturador-decantador à inversão de fases visando aplicação na indústria do petróleo

In the oil industry the mixture oil/water occurs in the operations of production, transportation and refining, as well as during the use of its derivatives. The amount of water produced associated with the oil varies and can reach values of 90% in volume in the case of mature phase of the production fields. The present work deals with the development of new design of the Mixer Settler based on Phase Inversion (MDIF) in a laboratory scale. We envisage this application in industrial scale so the phases of project, construction and operation are considered. The modifications most significant, in comparison with the original prototype, include the materials of construction and the substitution of the equipment used in the mixing stage of the process. It was tested the viability of substitution of the original system of mechanical mixing by a static mixer. A statistical treatment by means of an experimental design of composed central type was used in order to evaluate the behavior of the main variables of the separation process as function of the efficiency of separation for the new device. This procedure is useful to delimit an optimal region of operation with the equipment. The variables of process considered on the experimental design were: oil concentration in the feeding water (mg/L); Total volumetric flow rate (L/h); Ratio organic/water on volumetric basis (O/A). The separation efficiency is calculated by comparison of the content of oil and greases in the inlet and outlet of the equipment. For determination of TOG (Total Oil and Grease), the method used was based in the absorption of radiation in the infra-red region. The equipment used for these determinations was InfraCal® TOG/TPH Model HATR-T2 of the Wilks Enterprise, Incorporation. It´s important to stand out that this method of measure has being used by PETROBRAS S.A. Results of global efficiency of separation oil/water varied from 75.3 to 97.7% for contaminated waters containing up to 1664,1 mg/L of oil. By means of tests carried out with a real sample of contaminated water supplied by PETROBRAS we have got an effluent specified in terms of the legal standards required for discharging. Thus, the new design of equipment constitutes a real alternative for the conventional systems of treatment of produced water in the oil industry

Planejamento experimental aplicada a um novo separador líquido-líquido utilizado no tratamento de águas residuais contaminadas com petróleo

The present work had as objective to apply an experimental planning aiming at to improve the efficiency of separation of a new type of mixer-settler applied to treat waste water contaminated with oil. An unity in scale of laboratory, was installed in the Post-graduation Program of Chemical Engineering of UFRN. It was constructed in partnership with Petrobras S.A. This called device Misturador-Decantador a Inversão de Fases (MDIF) , possess features of conventional mixer-settler and spray column type. The equipment is composed of three main parts: mixing chamber; chamber of decantation and chamber of separation. The efficiency of separation is evaluated analyzing the oil concentrations in water in the feed and the output of the device. For the analysis one used the gravimetric method of oil and greases analysis (TOG). The system in study is a water of formation emulsified with oil. The used extractant is a mixture of Turpentine spirit hydro-carbons, supplied for Petrobras. It was applied, for otimization of the efficiency of separation of the equipment, an experimental planning of the composite central type, having as factorial portion fractionary factorial planning 2 5-2, with the magnifying of the type star and five replications in the central point. In this work, the following independents variables were studied: contents of oil in the feed of the device; volumetric ratio (O/A); total flowrate ; agitation in the mixing chamber and height of the organic bed. Minimum and maximum limits for the studied variables had been fixed according previous works. The analysis of variance for the equation of the empirical model, revealed statistically significant and useful results for predictions ends. The variance analysis also presented the distribution of the error as a normal distribution and was observed that as the dispersions do not depend on the levels of the factors, the independence assumption can be verified. The variation around the average is explained by 98.98%, or either, equal to the maximum value, being the smoothing of the model in relation to the experimental points of 0,98981. The results present a strong interaction between the variable oil contents in the feed and agitation in the mixing chamber, having great and positive influence in the separation efficiency. Another variable that presented a great positive influence was the height of the organic bed. The best results of separation efficiency had been obtained for high flowrates when associates the high oil concentrations and high agitation. The results of the present work had shown excellent agreement with the results carried out through previous works with the mixer-settler of phase inversion

Controle feedback de nível baseado em sensor de imagem aplicado ao equipamento misturador-decantador à inversão de fases (MDIF®)

The treatment of wastewaters contaminated with oil is of great practical interest and it is fundamental in environmental issues. A relevant process, which has been studied on continuous treatment of contaminated water with oil, is the equipment denominated MDIF® (a mixer-settler based on phase inversion). An important variable during the operation of MDIF® is the water-solvent interface level in the separation section. The control of this level is essential both to avoid the dragging of the solvent during the water removal and improve the extraction efficiency of the oil by the solvent. The measurement of oil-water interface level (in line) is still a hard task. There are few sensors able to measure oil-water interface level in a reliable way. In the case of lab scale systems, there are no interface sensors with compatible dimensions. The objective of this work was to implement a level control system to the organic solvent/water interface level on the equipment MDIF®. The detection of the interface level is based on the acquisition and treatment of images obtained dynamically through a standard camera (webcam). The control strategy was developed to operate in feedback mode, where the level measure obtained by image detection is compared to the desired level and an action is taken on a control valve according to an implemented PID law. A control and data acquisition program was developed in Fortran to accomplish the following tasks: image acquisition; water-solvent interface identification; to perform decisions and send control signals; and to record data in files. Some experimental runs in open-loop were carried out using the MDIF® and random pulse disturbances were applied on the input variable (water outlet flow). The responses of interface level permitted the process identification by transfer models. From these models, the parameters for a PID controller were tuned by direct synthesis and tests in closed-loop were performed. Preliminary results for the feedback loop demonstrated that the sensor and the control strategy developed in this work were suitable for the control of organic solvent-water interface level

Microemulsões aplicadas ao tratamento de Óleos isolantes

Naphthenic lubricating oils are used in transformers with the purpose of promoting electrical insulation and dissipating heat. The working temperature range of these oils typically lies between 60°C and 90°C and their useful life is 40 years in average. In that temperature range, the oils are decomposed during operation, whereby a small fraction of polar compounds are formed. The presence of these compounds may induce failure and loss of physical, chemical and electrical properties of the oil, thus impairing the transformer operation. By removing these contaminants, one allows the oxidized insulating oil to be reused without damaging the equipment. In view of this, an investigation on the use of surfactants and microemulsions as extracting agents, and modified diatomite as adsorbent, has been proprosed in this work aiming to remove polar substances detected in oxidized transformer oils. The extraction was carried out by a simple-contact technique at room temperature. The system under examination was stirred for about 10 minutes, after which it was allowed to settle at 25°C until complete phase separation. In another experimental approach, adsorption equilibrium data were obtained by using a batch system operating at temperatures of 60, 80 and 100°C. Analytical techniques involving determination of the Total Acidity Number (TAN) and infrared spectrophotometry have been employed when monitoring the decomposition and recovery processes of the oils. The acquired results indicated that the microemulsion extraction system comprising Triton® X114 as surfactant proved to be more effective in removing polar compounds, with a decrease in TAN index from 0.19 to 0.01 mg KOH/g, which is consistent with the limits established for new transformer oils (maximal TAN = 0.03 mg KOH/g). In the adsorption studies, the best adsorption capacity values were as high as 0.1606 meq.g/g during conventional adsoprtion procedures using natural bauxite, and as high as 0.016 meq.g/g for the system diatomite/Tensiofix® 8426. Comparatively in this case, a negative effect could be observed on the adsorption phenomenon due to microemulsion impregnation on the surface of the diatomite

Tratamento de água de produção de petróleo visando o aproveitamento na obtenção de barrilha

The petroleum production is associated to the produced water, which has dispersed and dissolved materials that damage not only the environment, but also the petroleum processing units. This study aims at the treatment of produced water focusing mainly on the removal of metals and oil and using this treated water as raw material for the production of sodium carbonate. Initially, it was addressed the removal of the following divalent metals: calcium, magnesium, barium, zinc, copper, iron, and cadmium. For this purpose, surfactants derived from vegetable oils, such as coconut oil, soybean oil, and sunflower oil, were used. The investigation showed that there is a stoichiometric relationship between the metals removed from the produced water and the surfactants used in the process of metals removal. It was also developed a model that correlates the hydrolysis constant of saponified coconut oil with the metal distribution between the resulting stages of the proposed process, flocs and aqueous phases, and relating the results with the pH of the medium. The correlation coefficient obtained was 0.963. Next, the process of producing washing soda (prefiro soda ahs ou sodium carbonate) started. The resulting water from the various treatment approaches from petroleum production water was used. During this stage of the research, it was observed that the surfactant assisted in the produced water treatment, by removing some metals and the dispersed oil entirety. The yield of sodium carbonate production was approximately 80%, and its purity was around 95%. It was also assessed, in the production of sodium carbonate, the influence of the type of reactor, using a continuous reactor and a batch reactor. These tests showed that the process with continuous reactor was not as efficient as the batch process. In general, it can be concluded that the production of sodium carbonate from water of oil production is a feasible process, rendering an effluent that causes a great environmental impact a raw material with large scale industrial use

Estudo de titanatos nanoestruturados obtidos por tratamento hidrotérmico de óxido de titânio em meio alcalino

TiTanate NanoTubes (TTNT) were synthesized by hydrothermal alkali treatment of TiO2 anatase followed by repeated washings with distinct degrees of proton exchange. TTNT samples with different sodium contents were characterized, as synthesized and after heattreatment (200-800ºC), by X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy, electron diffraction, thermal analysis, nitrogen adsorption and spectroscopic techniques like FTIR and UV-Vis diffuse reflectance. It was demonstrated that TTNTs consist of trititanate structure with general formula NaxH2−xTi3O7·nH2O, retaining interlayer water in its multiwalled structure. The removal of sodium reduces the amount of water and contracts the interlayer space leading, combined with other factors, to increased specific surface area and mesopore volume. TTNTs are mesoporous materials with two main contributions: pores smaller than 10 nm due to the inner volume of nanotubes and larger pores within 5-60 nm attributed to the interparticles space. Chemical composition and crystal structure of TTNTs do not depend on the average crystal size of the precursor TiO2-anatase, but this parameter affects significantly the morphology and textural properties of the nanostructured product. Such dependence has been rationalized using a dissolution-recrystallization mechanism, which takes into account the dissolution rate of the starting anatase and its influence on the relative rates of growth and curving of intermediate nanosheets. The thermal stability of TTNT is defined by the sodium content and in a lower extent by the crystallinity of the starting anatase. It has been demonstrated that after losing interlayer water within the range 100-200ºC, TTNT transforms, at least partially, into an intermediate hexatitanate NaxH2−xTi6O13 still retaining the nanotubular morphology. Further thermal transformation of the nanostructured tri- and hexatitanates occurs at higher or lower temperature and follows different routes depending on the sodium content in the structure. At high sodium load (water washed samples) they sinter and grow towards bigger crystals of Na2Ti3O7 and Na2Ti6O13 in the form of rods and ribbons. In contrast, protonated TTNTs evolve to nanotubes of TiO2(B), which easily convert to anatase nanorods above 400ºC. Besides hydroxyls and Lewis acidity typical of titanium oxides, TTNTs show a small contribution of protonic acidity capable of coordinating with pyridine at 150ºC, which is lost after calcination and conversion into anatase. The isoeletric point of TTNTs was measured within the range 2.5-4.0, indicating behavior of a weak acid. Despite displaying semiconductor characteristics exhibiting typical absorption in the UV-Vis spectrum with estimated bandgap energy slightly higher than that of its TiO2 precursor, TTNTs showed very low performance in the photocatalytic degradation of cationic and anionic dyes. It was concluded that the basic reason resides in its layered titanate structure, which in comparison with the TiO2 form would be more prone to the so undesired electron-hole pair recombination, thus inhibiting the photooxidation reactions. After calcination of the protonated TTNT into anatase nanorods, the photocatalytic activity improved but not to the same level as that exhibited by its precursor anatase

Tratamento de borra de petróleo com sistemas microemulsionados

During the storage of oil, sludge is formed in the bottoms of tanks, due to decantation, since the sludge is composed of a large quantity of oil (heavy petroleum fractions), water and solids. The oil sludge is a complex viscous mixture which is considered as a hazardous waste. It is then necessary to develop methods and technologies that optimize the cleaning process, oil extraction and applications in industry. Therefore, this study aimed to determine the composition of the oil sludge, to obtain and characterize microemulsion systems (MES), and to study their applications in the treatment of sludge. In this context, the Soxhlet extraction of crude oil sludge and aged sludge was carried out, and allowing to quantify the oil (43.9 % and 84.7 % - 13 ºAPI), water (38.7 % and 9.15 %) and solid (17.3 % and 6.15 %) contents, respectively. The residues were characterized using the techniques of X-ray fluorescence (XRF), Xray diffraction (XRD) and transmission Infrared (FT-IR). The XRF technique determined the presence of iron and sulfur in higher proportions, confirming by XRD the presence of the following minerals: Pyrite (FeS2), Pyrrhotite (FeS) and Magnetite (Fe3O4). The FT-IR showed the presence of heavy oil fractions. In parallel, twelve MES were prepared, combining the following constituents: two nonionic surfactants (Unitol L90 and Renex 110 - S), three cosurfactants (butanol, sec-butanol and isoamyl alcohol - C), three aqueous phase (tap water - ADT, acidic solution 6 % HCl, and saline solution - 3.5 % NaCl - AP) and an oil phase (kerosene - OP). From the obtained systems, a common point was chosen belonging to the microemulsion region (25 % [C+S] 5 % OP and AP 70 %), which was characterized at room temperature (25°C) by viscosity (Haake Rheometer Mars), particle diameter (Zeta Plus) and thermal stability. Mixtures with this composition were applied to oil sludge solubilization under agitation at a ratio of 1:4, by varying time and temperature. The efficiencies of solubilization were obtained excluding the solids, which ranged between 73.5 % and 95 %. Thus, two particular systems were selected for use in storage tanks, with efficiencies of oil sludge solubilization over 90 %, which proved the effectiveness of the MES. The factorial design delimited within the domain showed how the MES constituents affect the solubilization of aged oil sludge, as predictive models. The MES A was chosen as the best system, which solubilized a high amount of aged crude oil sludge (~ 151.7 g / L per MES)