Suínos em diferentes fases de crescimento alimentados com milho ou sorgo: desempenho, digestibilidade e efeitos na biodigestão anaeróbia

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Produção de zeólita analcima a partir de caulim amazônico

Na região norte do Brasil são encontradas grandes reservas minerais, as quais tem sido exploradas nas últimas décadas gerando normalmente grande volume de rejeito para o meio ambiente. No caso específico do caulim, o principal produto exportado é para cobertura de papel (commodity) que apresenta baixo valor agregado. Sua produção, também gera um rejeito volumoso composto essencialmente de caulinita, de elevada pureza, porem fora de especificação para cobertura de papel que é descartado e ou utilizado em outras aplicações menos nobre. Como as zeólitas são materiais mais nobres e apresentam na sua estrutura cristalina sílica e alumina este trabalho teve como um dos objetivos o desenvolvimento de processo de produção da zeólita analcima a partir de um rejeito de caulim menos nobre, diatomito e solução de hidróxido de sódio. Por outro lado, os métodos descritos na literatura para obtenção de zeólitas são desenvolvidos em meio alcalino e utilizam normalmente um excesso de hidróxido de sódio no meio reacional ocasionado problema econômico e ambiental. Assim este trabalho descreve o processo de síntese da zeólita analcima semi-contínuo, no qual o excesso de hidróxido utilizado foi recuperado e reutilizado em um novo ciclo de processo. O processo foi desenvolvido em cinco ciclos consecutivos em autoclave através da reação de caulim calcinado, diatomito como fonte de sílica adicional, solução aquosa de hidróxido de sódio fresco e solução de hidróxido de sódio reciclada. A reação do processo foi desenvolvida a 210 °C por 24 h. O produto obtido no final de cada ciclo foi a zeólita analcima caracterizada por fluorescência de raios X, difração de raios, análise termogravimétrica-térmica diferencial, e microscopia eletrônica de varredura. O processo de produção de analcima apresentou elevado rendimento e o reaproveitamento do hidróxido de sódio por meio de reciclo mostrou-se tecnicamente viável.

Avaliação do desempenho de um reator anaeróbio compartimentado no tratamento de esgoto doméstico

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Co-digestão anaeróbia de resíduos vegetais e águas residuárias de suinocultura em reatores horizontais de leito fixo e alta taxa

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Efeitos das lagoas de tratamento de esgoto sobre seu entorno: casos no Pontal do Paranapanema

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Optimization of in situ derivatization SPME by experimental design for GC-MS multi-residue analysis of pharmaceutical drugs in wastewater

This paper presents the development of a procedure, which enables the analysis of nine pharmaceutical drugs in wastewater using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) associated with solid-phase microextraction (SPME) for the sample preparation. Experimental design was applied to optimize the in situ derivatization and the SPME extraction conditions. Ethyl chloroformate (ECF) was employed as derivatizing agent and polydimethylsiloxane-divinylbenzene (PDMS-DVB) as the SPME fiber coating. A fractional factorial design was used to evaluate the main factors for the in situ derivatization and SPME extraction. Thereafter, a Doehlert matrix design was applied to find out the best experimental conditions. The method presented a linear range from 0.5 to 10 mu g/L, and the intraday and interday precision were lower than 16%. Applicability of the method was verified from real influent and effluent samples of a wastewater treatment plant, as well as from samples of an industry wastewater and a river.

Chemical Compatibility of Model Soil-Bentonite Backfill Containing Multiswellable Bentonite

The objective of this study was to evaluate the chemical compatibility of model soil-bentonite backfills containing multiswellable bentonite (MSB) relative to that of similar backfills containing untreated sodium (Na) bentonite or a commercially available, contaminant resistant bentonite (SW101). Flexible-wall tests were conducted on consolidated backfill specimens (effective stress =34.5 kPa) containing clean sand and 4.5–5.7% bentonite (by dry weight) using tap water and calcium chloride (CaCl2) solutions (10–1,000 mM) as the permeant liquids. Final values of hydraulic conductivity (k) and intrinsic permeability (K) to the CaCl2 solutions were determined after achieving both short-term termination criteria as defined by ASTM D5084 and long-term termination criteria for chemical equilibrium between the influent and effluent. Specimens containing MSB exhibited the smallest increases in k and K upon permeation with a given CaCl2 solution relative to specimens containing untreated Na bentonite or SW101. However, none of the specimens exhibited more than a five-fold increase in k or K, regardless of CaCl2 concentration or bentonite type. Final k values for specimens permeated with a given CaCl2 solution after permeation with tap water were similar to those for specimens of the same backfill permeated with only the CaCl2 solution, indicating that the order of permeation had no significant effect on k. Also, final k values for all specimens were within a factor of two of the k measured after achieving the ASTM D5084 termination criteria. Thus, use of only the ASTM D5084 criteria would have been sufficient to obtain reasonable estimates of long-term hydraulic conductivity for the specimens in this study.

A Microfluidic Method to Measure Small Molecule Diffusion in Hydrogels

Drug release from a fluid-contacting biomaterial is simulated using a microfluidic device with a channel defined by solute-loaded hydrogel; as water is pumped through the channel, solute transfers from the hydrogel into the water. Optical analysis of in-situ hydrogels, characterization of the microfluidic device effluent, and NMR methods were used to find diffusion coefficients of several dyes (model drugs) in poly( ethylene glycol) diacrylate (PEG-DA) hydrogels. Diffusion coefficients for methylene blue and sulforhodamine 101 in PEG-DA calculated using the three methods are in good agreement; both dyes are mobile in the hydrogel and elute from the hydrogel at the aqueous channel interface. However, the dye acid blue 22 deviates from typical diffusion behavior and does not release as expected from the hydrogel. Importantly, only the microfluidic method is capable of detecting this behavior. Characterizing solute diffusion with a combination of NMR, optical and effluent methods offer greater insight into molecular diffusion in hydrogels than employing each technique individually. The NMR method made precise measurements for solute diffusion in all cases. The microfluidic optical method was effective for visualizing diffusion of the optically active solutes. The optical and effluent methods show potential to be used to screen solutes to determine if they elute from a hydrogel in contact with flowing fluid. Our data suggest that when designing a drug delivery device, analyzing the diffusion from the molecular level to the device level is important to establish a complete picture of drug elution, and microfluidic methods to study such diffusion can play a key role. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Performance enhancement of large industrial wastewater stabilization ponds

A 6-month-long, bench-scale simulation of an industrial wastewater stabilization pond (WSP) system was conducted to evaluate responses to several potential performance-enhancing treatments. The industrial WSP system consists of an anaerobic primary (1ry) WSP treating high-strength wastewater, followed by facultative secondary (2ry) and aerobic tertiary (3ry) WSPs in series treating lower-strength wastewater. The 1ry WSP was simulated with four glass aquaria which were fed with wastewater from the actual WSP system. The treatments examined were phosphorus supplementation (PHOS), phosphorus supplementation with pH control (PHOS+ALK), and phosphorus supplementation with pH control and effluent recycle (PHOS+ALK+RCY). The supplementary phosphorus treatment alone did not yield any significant change versus the CONTROL 1ry model pond. The average carbon to phosphorus ratio of the feed wastewater received from the WSP system was already 100:0.019 (i.e., 2,100 mg/l: 0.4 mg/l). The pH-control treatments (PHOS+ALK and PHOS+ALK+RCY) produced significant results, with 9 to 12 percent more total organic carbon (TOC) removal, 43 percent more volatile organic acid (VOA) generation, 78 percent more 2-ethoxyethanol and 14 percent more bis(2-chloroethyl)ether removal, and from 100- to 10,000-fold increases in bacterial enzyme activity and heterotrophic bacterial numbers. Recycling a 10-percent portion of the effluent yielded less variability for certain physicochemical parameters in the PHOS+ALK+RCY 1ry model pond, but overall there was no statistically-detectable improvement in performance versus no recycle. The 2ry and 3ry WSPs were also simulated in the laboratory to monitor the effect and fate of increased phosphorus loadings, as might occur if supplemental phosphorus were added to the 1ry WSP. Noticeable increases in algal growth were observed at feed phosphorus concentrations of 0.5 mg/l; however, there were no significant changes in the monitored physicochemical parameters. The effluent phosphorus concentrations from both the 2ry and 3ry model ponds did increase notably when feed phosphorus concentrations were increased from 0.5 to 1.0 mg/l. ^

Evaluación de la contaminación de acuíferos producida por actividades de saneamiento y re-uso de efluentes en el norte de la provincia de Mendoza

En la zona norte de la provincia de Mendoza se desarrollan actividades que pueden afectar la calidad natural del agua subterránea: disposición y re-uso de efluentes industriales para riego agrícola, utilización de fertilizantes, saneamiento in-situ, fugas de redes de alcantarillado, etc. En esta región, surcada superficialmente por los ríos Mendoza y Tunuyán, la sedimentación cuaternaria determinó la formación de dos grandes unidades hidrogeológicas: acuíferos libres (sector de conos aluviales), y acuífero freático superior y acuíferos subyacentes confinados y/o semiconfinados. El área de estudio se encuentra ubicada en esta última unidad hidrogeológica donde se ha detectado contaminación de acuíferos por nitratos. El objetivo de este trabajo es identificar el origen de la contaminación, utilizando metodología hidroquímica mediante la evaluación de diversos parámetros físicoquímicos y biológicos, y técnicas isotópicas para corroborar la procedencia del agua subterránea y el origen de los nitratos. Los resultados obtenidos muestran que la presencia de nitratos en los acuíferos semiconfinado y confinado no proviene de la influencia del acuífero libre suprayacente, afectado por el re-uso de efluentes, sino que se relaciona con el ingreso de flujo horizontal de aguas subterráneas contaminadas provenientes del área del Gran Mendoza, debido a las pérdidas en las redes de alcantarillado y obras de saneamiento in situ.

Avaliação de um sistema descentralizado de tratamento de esgotos domésticos em escala real composto por tanque séptico e wetland construída híbrida

A concentração demográfica e de sistemas coletivos de esgotamento sanitário dentro do perímetro urbano da maioria dos municípios brasileiros, dificulta a viabilização do fornecimento de serviços de tratamento de esgotos domésticos à habitações e núcleos habitacionais isolados situados em áreas periurbanas e rurais, intensificando os danos provocados pela poluição de origem antrópica ao meio ambiente e à preservação da saúde pública. Para contribuir no equacionamento deste problema, o presente estudo teve por finalidade avaliar uma wetland construída híbrida em escala real, composta por uma unidade com fluxo contínuo subsuperficial vertical seguida por uma unidade de fluxo contínuo subsuperficial horizontal, cultivadas com capim Vetiver, para o tratamento de efluente proveniente de tanque séptico. A presente configuração experimental busca uma solução de baixo custo e simplificada para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos. A estação experimental de tratamento de esgotos, parte integrante e um dos produtos da Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, foi construída no Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã da USP, em São Paulo. O esgoto bruto foi proveniente do Conjunto Residencial da USP e do restaurante central da Cidade Universitária. As vazões média e máxima de esgoto bruto, respectivamente, de 640L.d-1 e 1600L.d-1, foram aplicadas à entrada do TS de 5.000L e deste escoaram por gravidade à entrada da wetland construída híbrida, com TDH total de 2,8d e 1,1d, respectivamente, sob aplicação das vazões média e máxima de projeto. O monitoramento do experimento em campo, incluindo o período inicial de partida, durou 6 meses consecutivos. Foram avaliados os parâmetros físico-químicos e microbiológicos do esgoto bruto e do efluente do tanque séptico e das câmaras da wetland construída híbrida durante 97 dias consecutivos. Os resultados indicaram que tanto as mudas jovens quanto as adultas de capim Vetiver adaptaram-se bem às condições ambientais. As eficiências médias de remoção no efluente tratado final quanto à matéria orgânica carbonácea foram de 96 por cento para DBO5,20 e 90 por cento para DQO, 40 por cento para N-total, 23 por cento para N-amoniacal total, 60 por cento para P-total, 52 por cento para P-PO4, 74 por cento para SST, 96 por cento para SSV, 75 por cento para sólidos sedimentáveis, 44 por cento para SDV, 88 por cento para sulfeto total, e 97 por cento para óleos e graxas totais, variando entre 73 por cento a 100 por cento . Cerca de 80 por cento da fração orgânica da matéria nitrogenada presente no esgoto bruto foi removida. A remoção de coliformes termotolerantes foi, em média, de 2 e 3 unidades log, e de Escherichia Coli, média de 1 e 3 unidades log, respectivamente, sob aplicação das vazões máxima e média, Giardia sp, média de 99,995 por cento , Cryptosporidium sp, média de 98,7 por cento , Enterovírus, média de 99,6 por cento , e Ascaris sp, média de 0,10 ovo/L. A remoção de sulfetos propiciou a geração de efluente tratado sem odores desagradáveis. A diminuição da vazão aplicada e a elevação do TDH influenciaram positivamente no desempenho do sistema com relação às remoções dos parâmetros físico-químicos e microbiológicos. Com base no presente estudo, ficou evidente o benefício da associação de wetlands construídas com fluxo vertical e horizontal no tratamento de efluente de tanque séptico. O capim Vetiver apresentou bom potencial de utilização em wetlands 8 construídas para tratamento de esgotos domésticos. O sistema experimental de tratamento apresentou flexibilidade operacional, mantendo bom desempenho inclusive nos períodos de sobrecarga. A qualidade do efluente tratado final obtido no presente estudo atende às exigências de lançamento e aos padrões de emissão de efluentes líquidos em corpos dágua e em sistemas públicos de esgotamento sanitário definidos na legislação ambiental federal e do Estado de São Paulo. A tecnologia de wetlands construídas híbridas associada ao tratamento de efluentes de tanque séptico apresentou bom potencial para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos, inclusive em regiões com pouca disponibilidade de área livre.

Desenvolvimento de um novo processo para a produção de biodiesel etílico de mamona

No presente trabalho estudou-se a produção de ésteres etílicos de ácido graxo de Ricinus communis L. através da tranesterificação alcalina do óleo de mamona com etanol. Esta metodologia foi adotada para determinar as melhores condições para a produção de biodiesel a partir de óleo de mamona usando o mínimo de operações unitárias com benefícios do ponto de vista econômico e de produção de efluentes. Para a obtenção dos ésteres etílicos através do processo de transesterificação (etapa 1) utilizou-se como catalisador 1% de NaOH com etanol em uma razão molar de 6:1 seguido da adição de ácido sulfúrico. Após, a reação de esterificação (etapa 2) dos ácidos graxos contidos no biodiesel foi realizada visando reduzir o índice de acidez da amostra, ficando em torno de 2 mg de KOH/g. A quebra in situ dos sabões (provenientes da reação paralela de saponificação do triglicerídeo) pela adição de ácido sulfúrico ao meio reacional foi bem sucedida melhorando a separação dos FAEEs do glicerol. O processo em duas etapas transesterificação/esterificação apresentou boa conversão para os ésteres etílicos, diminuindo o índice de acidez e atingindo as especificações para glicerina total e livre. O biodiesel proveniente do óleo de mamona foi composto de 90,6% ácido ricinoléico (C18:1, OH), 3,2% ácido oléico (C18:1), 4,5% ácido linoléico (C18:2), 0,7% ácido esteárico (C18:0), 1,0% ácido palmítico (C16:0), triacilgliceróis (TGs, 0%), diacilgliceróis (DGs, 0,37%) monoacilgliceróis (MGs, 0,46%) e glicerol livre (0,25%) após o processo em duas etapas transesterificação/esterificação. O processo em duas etapas foi muito importante para determinar a integralidade da reação no rendimento do produto. Os resultados demonstram que o procedimento desenvolvido para a produção de FAEEs em escala de laboratório pode ser escalonado para uma planta piloto.

Perdas fermentativas e composição bromatológica da entrecasca de palmito pupunha ensilada com aditivos químicos

Objetivou-se avaliar o efeito da inclusão de aditivos químicos na ensilagem de resíduos (entrecasca) da produção de palmito pupunha (Bactris gasipaes, Kunth). Utilizaram-se silos experimentais (baldes de 20 litros) providos de aparatos para determinação gravimétrica de perdas por gases e efluentes. Os tratamentos aplicados foram: controle (sem aditivos); ureia (1% da MV) e cal virgem (1% da MV). Decorridos 70 dias de armazenagem, os silos foram pesados, abertos e amostrados. As perdas por efluentes e gases aumentaram com a aplicação de cal virgem na ensilagem. As perdas totais de MS foram de 15,1; 14,4 e 26,6% nas silagens controle, ureia e cal, respectivamente. em todas as silagens, houve redução no teor de FDN e elevação da fração FDA, o que indica desaparecimento da fração hemicelulose. A relação cálcio:fósforo aumentou substancialmente com a adição de cal virgem, de 4,1:1 na silagem controle para 15,6:1 na silagem com cal. O resíduo da extração do palmito pupunha pode ser classificado como alimento de média qualidade e alto teor de umidade. Os aditivos aplicados na ensilagem não são efetivos em reduzir as perdas fermentativas no processo de conservação.

Efeito da incorporação de diatomita na estabilidade e permeabilidade de compósitos cimentíceos espumados aplicados a poços de petróleo

Lightweight oilwell cement slurries have been recently studied as a mean to improve zonal isolation and sheath-porous formation adherence. Foamed slurries consisting of Portland cement and air-entraining admixtures have become an interesting option for this application. The loss in hydrostatic pressure as a consequence of cement hydration results in the expansion of the air bubbles entrapped in the cement matrix, thus improving the sheath-porous formation contact. Consequently, slurries are able to better retain their water to complete the hydration process. The main objective of the present study was to evaluate the effect of the addition of an air-entraining admixture on the density, stability and permeability of composite slurries containing Portland cement and diatomite as light mineral load. Successful formulations are potential cementing materials for low fracture gradient oilwells. The experimental procedures used for slurry preparation and characterization were based on the American Petroleum Institute and ABNT guidelines Slurries containing a pre-established concentration of the air-entraining admixture and different contents of diatomite were prepared aiming at final densities of 13 to 15 lb/gal. The results revealed that the reduction of 15 to 25% of the density of the slurries did not significantly affect their strength. The addition of both diatomite and the air-entraining admixture increased the viscosity of the slurry providing better air-bubble retention in the volume of the slurry. Stable slurries depicted bottom to top density variation of less than 1.0 lb/gal and length reduction of the stability sample of 5.86 mm. Finally, permeability coefficient values between 0.617 and 0.406 mD were obtained. Therefore, lightweight oilwell cement slurries depicting a satisfactory set of physicochemical and mechanical properties can be formulated using a combination of diatomite and air-entraining admixtures for low fracture gradient oilwells

Análisis medioambiental de las plantas de tratamiento de aguas residuales del cantón Girón: diagnóstico y elaboración de un plan de mejoras

El presente trabajo de titulación tiene como finalidad la evaluación, el diagnóstico y la elaboración de un plan de mejoras que permita optimizar los procesos de depuración de las plantas de tratamiento de aguas residuales de los sectores Pambadel y Zhuringualo del Cantón Girón. En el diagnóstico de las PTAR se realizó la caracterización de los afluentes y efluentes; los valores obtenidos se compararon con la normativa ambiental TULSMA, a fin de evaluar el cumplimiento. Los resultados de laboratorio de los años 2014, 2015 y 2016junto con la valoración in situpermitieron determinar los porcentajes de eficiencia de las depuradoras. Laseficiencias alcanzadas en el 2014 fueron de 70,98% para Pambadel, 69,14% en Zhuringualo, en el año 2015 de -266,94% paraplanta de Pambadel, 66,03% para Zhuringualo, en el 2016 de 40,45% y 71,23% respectivamente. Al momento de comparar con la normativa encontramos incumplimiento en parámetros como: fósforo, coliformes totales y termotolerantes. También se efectuó un análisis social en el cual se encuestó a los pobladores de las zonas de influencia directa de las PTAR con la finalidad de conocer las necesidades y molestias que estas generan. Concluyendo que es necesaria la implementación del plan de mejoras que implica los siguientes procesos de optimización: un programa de mantenimiento emergente y remodelación de infraestructura deteriorada, la implementación de un laboratorio básico, la construcción de un sistema de pretratamiento basándose en los planos de diseño y la realización de estudios técnicos posteriores.