A mathematical model of recovery of dense medium magnetics in the wet drum magnetic separator

Loss of magnetic medium solids from dense medium circuits is a substantial contributor to operating cost. Much of this loss is by way of wet drum magnetic separator effluent. A model of the separator would be useful for process design, optimisation and control. A review of the literature established that although various rules of thumb exist, largely based on empirical or anecdotal evidence, there is no model of magnetics recovery in a wet drum magnetic separator which includes as inputs all significant machine and operating variables. A series of trials, in both factorial experiments and in single variable experiments, was therefore carried out using a purpose built rig which featured a small industrial scale (700 mm lip length, 900 mm diameter) wet drum magnetic separator. A substantial data set of 191 trials was generated in the work. The results of the factorial experiments were used to identify the variables having a significant effect on magnetics recovery. Observations carried out as an adjunct to this work, as well as magnetic theory, suggests that the capture of magnetic particles in the wet drum magnetic separator is by a flocculation process. Such a process should be defined by a flocculation rate and a flocculation time; the latter being defined by the volumetric flowrate and the volume within the separation zone. A model based on this concept and containing adjustable parameters was developed. This model was then fitted to a randomly chosen 80% of the data, and validated by application to the remaining 20%. The model is shown to provide a satisfactory fit to the data over three orders of magnitude of magnetics loss. (C) 2003 Elsevier Science BY. All rights reserved.

Full-scale demonstration of biological nutrient removal in a single tank SBR process

Complete biological nutrient removal (BNR) in a single tank, sequencing batch reactor (SBR) process, is demonstrated here at full-scale on a typical domestic wastewater. The unique feature of the UniFed process is the introduction of the influent into the settled sludge blanket during the settling and decant periods of the SBR operation. This achieves suitable conditions for denitrification and anaerobic phosphate release which is critical to successful biological phosphorus removal, It also achieves a selector effect, which helps in generating a compact, well settling biomass in the reactor. The results of this demonstration show that it is possible to achieve well over 90% removal of GOD, nitrogen and phosphorus in such a process. Effluent quality achieved over a six-month operating period directly after commissioning was: 29 mg/l GOD, 0.5 mg/l NH4-N, 1.5 mg/l NOx-N and 1.5 mg/l PO4-P (50%-iles of daily samples). During an 8-day, intensive sampling period, the effluent BOD5 was

Variation of bulk properties of anaerobic granules with wastewater type

Development of a granular sludge with high strength, high biological activity and a narrow settling distribution is necessary for optimal operation of high-rate upflow anaerobic treatment systems. Several studies have compared granules produced from different wastewaters but these have largely been from laboratory-fed reactors or compared granules from full-scale reactors fed similar wastewater types. Though two authors have commented on the inferiority of granules produced by a protein-based feed, the properties of these granules have not been characterised. In this paper, granules from full-scale reactors treating fruit and vegetable cannery effluent, two brewery effluents and a pig abattoir (slaughterhouse) were compared in terms of basic composition, size distribution, density, settling velocity, shear strength, and EPS content. The results supported previous qualitative observations by other researchers that indicate granule properties depend more on wastewater type rather than reactor design or operating conditions such as pre-acidification level. The cannery-fed granules bad excellent shear strength, settling distribution and density. Granules from the two brewery-fed reactors had statistically the same bulk properties, which were still acceptable for upflow applications. The protein-grown granule had poor strength and settling velocity. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Sequencing batch reactor technology: the key to a BP refinery (Bulwer Island) upgraded environmental protection system - a low cost lagoon based retro-fit

BP Refinery (Bulwer Island) Ltd (BP) located on the eastern Australian coast is currently undergoing a major expansion as a part of the Queensland Clean Fuels Project. The associated wastewater treatment plant upgrade will provide a better quality of treated effluent than is currently possible with the existing infrastructure, and which will be of a sufficiently high standard to meet not only the requirements of imposed environmental legislation but also BP's environmental objectives. A number of challenges were faced when considering the upgrade, particularly; cost constraints and limited plot space, highly variable wastewater, toxicity issues, and limited available hydraulic head. Sequencing Batch Reactor (SBR) Technology was chosen for the lagoon upgrade based on the following; SBR technology allowed a retro-fit of the existing earthen lagoon without the need for any additional substantial concrete structures, a dual lagoon system allowed partial treatment of wastewaters during construction, SBRs give substantial process flexibility, SBRs have the ability to easily modify process parameters without any physical modifications, and significant cost benefits. This paper presents the background to this application, an outline of laboratory studies carried out on the wastewater and details the full scale design issues and methods for providing a cost effective, efficient treatment system using the existing lagoon system.

Integrated control of nitrate recirculation and external carbon addition in a predenitrification system

The integrated control of nitrate recirculation and external carbon addition in a predenitrification biological wastewater treatment system is studied. The proposed control structure consists of four feedback control loops, which manipulate the nitrate recirculation and the carbon dosage flows in a highly coordinated manner such that the consumption of external carbon is minimised while the nitrate discharge limits (based on both grab and composite samples) are met. The control system requires the measurement of the nitrate concentrations at the end of both the anoxic and the aerobic zones. Distinct from ordinary control systems, which typically minimise the variation in the controlled variables, the proposed control system essentially maximises the diurnal variation of the effluent nitrate concentration and through this maximises the use of influent COD for denitrification, thus minimising the requirement for external carbon source. Simulation studies using a commonly accepted simulation benchmark show that the controlled system consistently achieves the designated effluent quality with minimum costs.

Efeito da restrição hídrica sobre o crescimento de clones de eucalipto

O estabelecimento e o crescimento inicial de espécies florestais no campo são fortemente afetados pela disponibilidade de água no solo e pela época de plantio, por isso, o presente trabalho estuda o impacto do déficit hídrico no crescimento de mudas de dois clones do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, ambos submetidos a 4 níveis de déficit hídrico, em duas épocas de plantio. O estudo foi realizado na área experimental do Núcleo de Estudos e Difusão de Tecnologia em Florestas, Recursos Hídricos e Agricultura Sustentável (NEDTEC), do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo (CCA-UFES), localizado no município de Jerônimo Monteiro. O trabalho foi realizado em duas épocas distintas, sendo a primeira no período de 09 de fevereiro a 09 de junho de 2009 e a segunda no período de 11 de julho a 07 de novembro de 2009, visando à realização das observações em diferentes condições de regime de radiação, déficit de pressão do vapor do ar, temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso em parcelas subdivididas 2 x 4, alocando-se os 4 níveis de déficits hídricos na parcela principal e as 2 épocas nas subparcelas, com três repetições. Os manejos hídricos aplicados foram: Déficit 0 (D0) sem déficit, Déficit 1(D1) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, permanecendo até o final do experimento, Déficit 2 (D2) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, suspensão da irrigação por 60 dias e posterior retomada da irrigação por mais 30 dias; Déficit 3 (D3) corte da irrigação aos 60 dias de experimentação, prolongando até o final do experimento. Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância, e quando significativas, as médias foram comparadas pelo teste de média Tukey a 5% de probabilidade, para cada clone estudado. Com este trabalho, foi possível avaliar o impacto de diferentes déficits hídricos, no crescimento inicial das plantas, em duas épocas do ano e avaliar o incremento no desenvolvimento das plantas durante a aplicação dos tratamentos, com retiradas de amostras médias de cada tratamento a cada 30 dias. As variáveis medidas nos dois experimentos foram altura total da planta, diâmetro ao nível do coleto, número de folhas, área foliar, matéria seca de folhas, matéria seca de haste e ramos, matéria seca de raízes e matéria seca total. Foram avaliadas as variáveis climáticas durante todo o período experimental, nas duas épocas, a fim de determinar a condição do clima em cada época. Para os dois clones estudados, em geral, os déficits hídricos promoveram a redução das variáveis morfológicas estudadas e a época experimental foi o fator que mais influenciou a redução do crescimento das plantas. Sendo que a Época 1 foi a que proporcionou resultados superiores, e a Época 2 foi a que prejudicou mais o desenvolvimento das plantas, reduzindo significativamente todas as variáveis morfológicas em todos os déficits hídricos, inclusive o D0.

Efeito da restrição hídrica sobre o crescimento de clones de eucalipto

O estabelecimento e o crescimento inicial de espécies florestais no campo são fortemente afetados pela disponibilidade de água no solo e pela época de plantio, por isso, o presente trabalho estuda o impacto do déficit hídrico no crescimento de mudas de dois clones do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, ambos submetidos a 4 níveis de déficit hídrico, em duas épocas de plantio. O estudo foi realizado na área experimental do Núcleo de Estudos e Difusão de Tecnologia em Florestas, Recursos Hídricos e Agricultura Sustentável (NEDTEC), do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo (CCA-UFES), localizado no município de Jerônimo Monteiro. O trabalho foi realizado em duas épocas distintas, sendo a primeira no período de 09 de fevereiro a 09 de junho de 2009 e a segunda no período de 11 de julho a 07 de novembro de 2009, visando à realização das observações em diferentes condições de regime de radiação, déficit de pressão do vapor do ar, temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso em parcelas subdivididas 2 x 4, alocando-se os 4 níveis de déficits hídricos na parcela principal e as 2 épocas nas subparcelas, com três repetições. Os manejos hídricos aplicados foram: Déficit 0 (D0) sem déficit, Déficit 1(D1) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, permanecendo até o final do experimento, Déficit 2 (D2) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, suspensão da irrigação por 60 dias e posterior retomada da irrigação por mais 30 dias; Déficit 3 (D3) corte da irrigação aos 60 dias de experimentação, prolongando até o final do experimento. Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância, e quando significativas, as médias foram comparadas pelo teste de média Tukey a 5% de probabilidade, para cada clone estudado. Com este trabalho, foi possível avaliar o impacto de diferentes déficits hídricos, no crescimento inicial das plantas, em duas épocas do ano e avaliar o incremento no desenvolvimento das plantas durante a aplicação dos tratamentos, com retiradas de amostras médias de cada tratamento a cada 30 dias. As variáveis medidas nos dois experimentos foram altura total da planta, diâmetro ao nível do coleto, número de folhas, área foliar, matéria seca de folhas, matéria seca de haste e ramos, matéria seca de raízes e matéria seca total. Foram avaliadas as variáveis climáticas durante todo o período experimental, nas duas épocas, a fim de determinar a condição do clima em cada época. Para os dois clones estudados, em geral, os déficits hídricos promoveram a redução das variáveis morfológicas estudadas e a época experimental foi o fator que mais influenciou a redução do crescimento das plantas. Sendo que a Época 1 foi a que proporcionou resultados superiores, e a Época 2 foi a que prejudicou mais o desenvolvimento das plantas, reduzindo significativamente todas as variáveis morfológicas em todos os déficits hídricos, inclusive o D0.

Crescimento, produção e rendimento dos clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em condições de déficit hídrico e irrigado

O Estado do Espírito Santo é o maior produtor de grãos de café conilon do Brasil. Devido aos trabalhos na seleção de plantas produtivas, os avanços na produtividade desta cultura são mais pronunciados com a utilização da técnica da irrigação. A utilização da irrigação na cafeicultura possibilita a adoção de novas tecnologias de plantio, expansão da área produtiva, uniformização da produção diminuindo os grãos chochos e mal granados, além de mitigar os problemas da deficiência hídrica nos períodos críticos da cultura. Diante do exposto, objetivou-se com este estudo, avaliar o crescimento, a produção e o rendimento dos treze clones da variedade de café ‘Conilon Vitória’, em condições de déficit hídrico e irrigado. O experimento foi instalado no ano de 2010 no Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Alegre, em esquema de parcelas subdivididas 3 x 13, sendo nas parcelas o manejo de irrigação em três níveis (irrigado, irrigado com déficit hídrico de 50% e sem irrigação) e nas subparcelas os clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em treze níveis, em um delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Cada parcela experimental foi constituída por cinco plantas úteis. O manejo da irrigação adotado foi via clima, onde a ETo foi estimada por meio da equação de Hargreaves e Samani (1985). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey para comparações entre o fator manejo e Scott-Knott para comparações entre o fator clone. O crescimento dos ramos das plantas foi diferenciado em relação ao manejo de irrigação aplicado. Plantas sem irrigação apresentaram maiores picos de crescimento. Plantas irrigadas apresentaram menores picos de crescimento dos ramos, porém, com maior período de crescimento. A produtividade média de plantas irrigadas foi cerca de 474,5% superior a plantas sem irrigação. A produtividade média de plantas irrigadas com déficit hídrico de 50% foi cerca de 329,6 % superior a plantas sem irrigação. O rendimento entre plantas irrigadas e irrigadas com déficit hídrico de 50% não diferiu. Já plantas sem irrigação apresentaram menor rendimento em todos os clones. A irrigação influenciou no tamanho dos grãos, plantas irrigadas apresentaram maiores percentagens de grãos retidos em peneiras 13 e superiores. Já plantas sem irrigação apresentaram maiores percentagens de grãos retidos na fundagem.

Crescimento, produção e rendimento dos clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em condições de déficit hídrico e irrigado

O Estado do Espírito Santo é o maior produtor de grãos de café conilon do Brasil. Devido aos trabalhos na seleção de plantas produtivas, os avanços na produtividade desta cultura são mais pronunciados com a utilização da técnica da irrigação. A utilização da irrigação na cafeicultura possibilita a adoção de novas tecnologias de plantio, expansão da área produtiva, uniformização da produção diminuindo os grãos chochos e mal granados, além de mitigar os problemas da deficiência hídrica nos períodos críticos da cultura. Diante do exposto, objetivou-se com este estudo, avaliar o crescimento, a produção e o rendimento dos treze clones da variedade de café ‘Conilon Vitória’, em condições de déficit hídrico e irrigado. O experimento foi instalado no ano de 2010 no Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Alegre, em esquema de parcelas subdivididas 3 x 13, sendo nas parcelas o manejo de irrigação em três níveis (irrigado, irrigado com déficit hídrico de 50% e sem irrigação) e nas subparcelas os clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em treze níveis, em um delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Cada parcela experimental foi constituída por cinco plantas úteis. O manejo da irrigação adotado foi via clima, onde a ETo foi estimada por meio da equação de Hargreaves e Samani (1985). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey para comparações entre o fator manejo e Scott-Knott para comparações entre o fator clone. O crescimento dos ramos das plantas foi diferenciado em relação ao manejo de irrigação aplicado. Plantas sem irrigação apresentaram maiores picos de crescimento. Plantas irrigadas apresentaram menores picos de crescimento dos ramos, porém, com maior período de crescimento. A produtividade média de plantas irrigadas foi cerca de 474,5% superior a plantas sem irrigação. A produtividade média de plantas irrigadas com déficit hídrico de 50% foi cerca de 329,6 % superior a plantas sem irrigação. O rendimento entre plantas irrigadas e irrigadas com déficit hídrico de 50% não diferiu. Já plantas sem irrigação apresentaram menor rendimento em todos os clones. A irrigação influenciou no tamanho dos grãos, plantas irrigadas apresentaram maiores percentagens de grãos retidos em peneiras 13 e superiores. Já plantas sem irrigação apresentaram maiores percentagens de grãos retidos na fundagem.

Subsídio ao aprimoramento do manejo da irrigação de consórcios agroflorestais em situação de escassez hídrica

A demanda por água do setor agrícola vem crescendo a cada ano, bem como o aperfeiçoamento do manejo da irrigação. Ainda assim, em locais onde a água encontra-se escassa, os conflitos entre usos e usuários devido a disputas para acesso à água tendem a se intensificar. Na maioria das vezes esse problema está relacionado à ausência de cobertura florestal, levando, por vezes, a problemas socioambientais. Nesse contexto, a pesquisa buscou avaliar o impacto da implantação de sistemas agroflorestais (SAF’s) irrigados na condição hídrica local (de escassez), estabelecendo-se estratégias que os torne atrativos ambientalsocial- e economicamente. Assim, por meio de simulação computacional, alternativas de consórcios agroflorestais foram avaliadas, tomando-se como referência uma região piloto, típica da agricultura espírito-santense, constituída por pequenas propriedades agrícolas de base familiar, inseridas parcialmente em APPs. As espécies banana, pupunha e goiaba foram selecionadas para compor os cenários agroflorestais. Os resultados da pesquisa mostram que os SAF’s irrigados são uma alternativa no sentido de minimizar os conflitos por demandas de água em regiões de escassez hídrica, com a redução de tais demandas o comprometimento de rendimentos financeiros. Além disso, os SAF’s são alternativas para diversificação da renda e para tentar controlar a sazonalidade dos preços de mercado.

Influence of the N/K ratio on the production and quality of cucumber in hydroponic system

The objective of this work was to evaluate the quality of fruits and the nutritional status of cucumber CV. Aodai cultivated in nutrient solutions with different N:K ratios. The hydroponic cultivation was initially performed, during the vegetative growth, in nutrient solution with 1:2.0 mmol L-1 N:K, and, later, during fruit setting, in four different nutrient solutions with N:K (w/w) at the ratios 1:1.4, 1:1.7, 1:2.0 and 1:2.5. An additional treatment with a nutrient solution containing the ratio 1:2.2 (w/w) N:K during the vegetative growth and N:K 1:1.4 (w/w) during fruit setting, both with 10% ammonium (NH4+) was included. The treatments were arranged in a randomized design with six replicates. Irrigation was carried out with deionized water until seed germination, and then with nutrient solution until 30 days after germination, when plants were transplanted. Plants in the hydroponic growing beds were irrigated with the solutions for vegetative growth, and, after 21 days, the solutions were replaced by solutions for fruit setting. At 45 and 60 days after transplanting, the fresh weight, length, diameter, volume and firmness of the fruit were evaluated, and, at 45 days after transplanting, the macronutrient concentrations in the leaves were determined. The use of different N:K ratios during fruit setting influenced the cucumber production. The ratio of 1.0:1.7 N: K (w/w), with 10% of N in the form of ammonia, is recommended for the whole cycle.

Soil profile internal drainage for a central pivot fertigated coffee crop

Coffee cultivation via central-pivot fertigation can lead to fertilizer losses by soil profile internal drainage when water application is excessive and soils have low water retention and cation adsorption capacities. This study analyses the deep water losses from the top 1 m sandy soil layer of east Bahia, Brazil, cultivated with coffee at a high technology level (central-pivot fertigation), using above normal N fertilizer rates. The deep drainage (Q) estimation is made through the application of a climatologic water balance (CWB) program having as input direct measures of irrigation and rainfall, climatological data from weather stations, and measured soil water retention characteristics. The aim of the study is to contribute to the understanding of the hydric regime of coffee crops managed by central-pivot irrigation, analyzing three scenarios (Sc): i) rainfall only, ii) rainfall and irrigation full year, and iii) rainfall and irrigation dry season only. Annual Q values for the 2008/2009 agricultural year were: Sc i = 811.5 mm; Sc ii = 1010.5 mm; and Sc iii = 873.1 mm, so that the irrigation interruption in the wet season reduced Q by 15.7%, without the appearance of water deficit periods. Results show that the use of the CWB program is a convenient tool for the evaluation of Q under the cited conditions.

Nitrogen fertilizer (15N) leaching in a central pivot fertigated coffee crop

Nitrogen has a complex dynamics in the soil-plant-atmosphere system. N fertilizers are subject to chemical and microbial transformations in soils that can result in significant losses. Considering the cost of fertilizers, the adoption of good management practices like fertigation could improve the N use efficiency by crops. Water balances (WB) were applied to evaluate fertilizer N leaching using 15N labeled urea in west Bahia, Brazil. Three scenarios (2008/2009) were established: i) rainfall + irrigation the full year, ii) rainfall only; and iii) rainfall + irrigation only in the dry season. The water excess was considered equal to the deep drainage for the very flat area (runoff = 0) with a water table located several meters below soil surface (capillary rise = 0). The control volume for water balance calculations was the 0 - 1 m soil layer, considering that it involves the active root system. The water drained below 1 m was used to estimate fertilizer N leaching losses. WB calculations used the mathematic model of Penman-Monteith for evapotranspiration, considering the crop coefficient equal to unity. The high N application rate associated to the high rainfall plus irrigation was found to be the main cause for leaching, which values were 14.7 and 104.5 kg ha-1 for the rates 400 and 800 kg ha-1 of N, corresponding to 3.7 and 13.1 % of the applied fertilizer, respectively.

Production of basic potato seed minitubers in substrate and different nitrogen rates

The optimal dose of nitrogen (N) in potato crop depends on the production system. The objective of this study was to determine the optimal dose of N for the production of basic potato seed minitubers and evaluate the effect of N rates on physiological and nitrogen indices in the youngest fully developed leaf (fourth leaf) and in the oldest leaf of the plants at 60 days after planting. The experiment was conducted in a greenhouse at the Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa. The treatments consisted of five N rates (0, 45, 90, 180 and 360 mg dm-3), with 10% of each dose applied at planting and the remainder through irrigation water, daily, for 30 days. The nitrogen rates positively influenced the physiological indices (length, width, leaf area, number of leaves, fresh mass and dry mass) and nitrogen (level and content of N and N-NO³ in the dry mass and SPAD) both in the fourth leaf and in the oldest leaf. Likewise, the N rates positively influenced the number and mass of harvested tubers. The largest number (5.44 tubers/plant) and the maximum mass of tubers (243.5 g/plant) were obtained with 360.0 and 332.9 mg N dm-3, respectively. Therefore, the mass and number of tubers were not optimized by the same N rate. The critical SPAD index was 38.8 in the fourth leaf, which was more sensitive to the effect of N rates than the oldest leaf.

Response of rice cultivars to nitrogen in upland conditions

Against the background of a growing world population, rice (Oryza sativa L.) consumption is expected to grow faster than its production. Therefore, an appropriate question would be: how to increase productivity in the short-term? In this respect, it becomes important the implementation of modern agricultural production systems, such as upland rice with supplemental sprinkler irrigation. Additional information is needed to maximize the available resources, with special attention given to research on the use of nitrogen. This study aimed to evaluate the agronomic performance of commercial rice cultivars with different plant characteristics in upland conditions with supplemental sprinkler irrigation, when subjected to nitrogen in topdress application at the R1 stage (panicle differentiation). The experiment was arranged in a randomized block with split plot design, with 65 treatments, consisting of the combination of 13 cultivars in the plots, and five nitrogen levels in the subplots (0, 40, 80, 120 and 160 kg ha-1), with four replications. Genetic variability was detected among rice cultivars and the agronomic performance in response to the applied nitrogen. The topdressing application of nitrogen increases, in general, the production components and grain yield in rice. Cultivars BRS Primavera, Caiapó and IAC 202 stood out for grain yield, followed by Baldo, Carnaroli, BRS Curinga and IAC 500 with lower yields.