Unidades combinadas RAFA-SAC para tratamento de água residuária de suinocultura – parte I carga orgânica removida

RESUMO Na pecuária brasileira, tem-se destacado a suinocultura, cuja produção de carne foi apontada como a terceira maior do mundo, e como contrapartida os sistemas produtivos são, potencialmente, poluidores do ambiente. Os sistemas anaeróbios têm sido utilizados para tratamento de água residuária suinícola, necessitando de complementação para diminuir as cargas de nutrientes e reúso agrícola. Neste trabalho, avaliou-se o efeito combinado de duas unidades de tratamento na remoção de matéria orgânica, na forma de demanda química de oxigênio (DQO), sendo um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente tipo RAFA com volume útil de 96 L, seguido de um sistema alagado construído (SAC) com capacidade para 237 L. O experimento foi conduzido em três fases, variando-se o tempo de detenção hidráulica (TDH) no reator anaeróbio, de 59 h, 19,5 h e 5 h, e no SAC, 146 h, 48 h e 13 h, respectivamente, nas fases 1, 2 e 3. A carga orgânica volumétrica (COV) aplicada foi de 1,2; 1,3 e 13,0 kg m-3d-1 de DQO, e as taxas de aplicação superficial (TAS) no SAC foram de 850; 656 e 6335 kg ha-1 d-1 de DQO. As unidades combinadas removeram 0,07; 0,07 e 0,96 kg d-1 de DQO total e 0,03; 0,07 e 0,14 kg d-1 de DQO solúvel. As características apresentadas pelo efluente do sistema, nas diferentes fases, não alcançaram os padrões ambientais para lançamento em cursos de água, dentre as variáveis avaliadas.

Eficiência fotossintética e uso da água em plantas de eucalipto pulverizadas com glyphosate

Objetivou-se com este trabalho avaliar a eficiência fotossintética e o uso da água por plantas de clones de eucalipto submetidas ao herbicida glyphosate. O experimento foi realizado em esquema fatorial 4 x 5, com quatro clones de eucalipto (57, 386, 1203 e 1213) e quatro doses de glyphosate (43,2; 86,2; 129,6; e 172,8 g ha-1) e uma testemunha sem herbicida, considerada dose zero, com quatro repetições. Aos 7, 14, 21 e 28 dias após aplicação do herbicida (DAA) foi avaliada a intoxicação das plantas, e aos 7 e 21 DAA, o fluxo de gases pelos estômatos (U - mmol s-1), a atividade fotossintética (A - mmol m-2 s-1), a condutância estomática (Gs - mol m-1 s-1), a transpiração (E - mol H2O m-2 s-1) e a eficiência do uso da água (QUE - mol CO2 mol H2O-1). Aos 50 DAA, as plantas de eucalipto foram coletadas e colocadas em estufa de ventilação forçada a 70 ºC até atingirem massa constante. Aos 21 DAA, o clone 1203 comportou-se como mais sensível ao herbicida. Não houve diferença entre clones para as variáveis fisiológicas avaliadas. Aos 21 DAA constatou-se que, com o incremento da dose de glyphosate, houve redução na condutância estomática, na taxa de fluxo de gases pelos estômatos, na taxa fotossintética e na eficiência do uso da água. Plantas dos clones 1213 e 1203 apresentaram maior acúmulo de massa seca. O aumento da dose do glyphosate promoveu menor acúmulo de massa seca das plantas de eucalipto. O glyphosate afetou negativamente o crescimento e a eficiência fotossintética e de uso da água dos clones estudados.

Uso de transdutores de fluxo de calor no estudo da transferência de calor em alimentos embalados

A densidade de fluxo de calor que atravessa uma superfície é classicamente determinada mediante a medição das temperaturas apropriadas e da aplicação da Lei de Fourier. Uma alternativa a esse procedimento é a utilização de transdutores de fluxo de calor, os quais geram um sinal elétrico proporcional ao fluxo térmico que os atravessa. Neste trabalho, processos de aquecimento e de resfriamento de alimentos foram estudados em laboratório, utilizando-se um recipiente de vidro cilíndrico para simular uma embalagem. Dois transdutores de fluxo de calor a gradiente tangencial foram previamente instalados no recipiente, revestindo completamente a superfície lateral do mesmo. O recipiente contendo a amostra foi inserido em banho de água circulante à temperatura constante. Os sinais fornecidos pelos transdutores e por termopares inseridos no interior do recipiente foram registrados por um sistema de aquisição de dados computadorizado. Os resultados obtidos com o uso dos transdutores foram comparados com aqueles obtidos através de balanços de energia realizados a partir dos dados experimentais de evolução temporal das temperaturas da amostra junto à superfície interna da embalagem e no centro da mesma. A comparação mostrou que os transdutores de fluxo de calor a gradiente tangencial puderam determinar os fluxos de calor, com tempo de resposta característico dos termopares. Os resultados apresentados mostraram a viabilidade de utilização desses fluxímetros no estudo não destrutivo e não invasivo dos processos de aquecimento e de resfriamento de alimentos, fornecendo informações complementares àquelas obtidas pelo uso de termopares instalados no interior da embalagem.

Estudo comparativo do resfriamento de laranja valência com ar forçado e com água

Este trabalho apresenta um estudo para comparar o resfriamento rápido de laranja Valência (Citrus sinensis O.), com ar forçado e com água gelada. O sistema de resfriamento rápido com ar forçado operou com um fluxo de ar de 1.933m³/h (3 l/s por kg de produto resfriado), a uma temperatura de 1ºC e UR=88,4 ± 2,0%, com uma velocidade do ar em torno de 1m/s. Nos experimentos com água gelada foi utilizado um sistema de imersão, com uma capacidade de 0,23m³ de água a uma temperatura de aproximadamente 1ºC. Foi determinando o tempo meio e de sete oitavos do resfriamento, partindo das leituras de temperatura, perfazendo-se duas repetições em cada experimento. Os resultados mostraram que, o resfriamento do leito de frutas com ar forçado não é homogêneo, obtendo-se um tempo de sete oitavos do resfriamento que variaram de 107min a 170min, dependendo da posição do fruto no interior da embalagem. Já no sistema com água gelada, o resfriamento acontece uniformemente em todo em todo o leito de frutos, sendo o tempo médio de resfriamento de 57min.

Conservação de água de coco verde por filtração com membrana

A água de coco verde no interior do fruto é estéril, porém, durante a sua extração e envase, podem ocorrer contaminações microbiológicas e alterações bioquímicas, com perda de qualidade do produto e redução do seu valor comercial. Este trabalho teve como objetivo estudar a conservação da água de coco verde através da microfiltração e da ultrafiltração. Para a microfiltração, foram utilizadas membranas com tamanho de poro de 0,1µm e, para a ultrafiltração, membranas com peso molecular de corte de 100, 50 e 20kDa. A eficiência do processo foi avaliada através do fluxo permeado e da caracterização microbiológica, físico-química, bioquímica e sensorial dos produtos obtidos. Não foi observada variação significativa nos parâmetros físico-químicos analisados. A água de coco filtrada apresentou maior luminosidade e menor turbidez. O teor de proteína na água de coco permeada, medida indireta da concentração de enzimas, foi proporcional à porosidade da membrana. A água de coco ultrafiltrada foi envasada em frascos de plástico e armazenada sob refrigeração por 28 dias, sendo avaliada semanalmente. Durante o período de armazenamento, as amostras avaliadas mantiveram-se com a coloração clara e adequadas ao consumo, atendendo aos padrões exigidos pela legislação. O produto ultrafiltrado obteve boa aceitabilidade sensorial, tendo sido aprovado por 94% dos consumidores.

Determinação do teor de água de sementes de café empregando o método da capacitância em radiofreqüências

O desenvolvimento de modelos matemáticos que correlacionem a permissividade elétrica relativa épsilon' e o fator de perda dielétrica épsilon" à quantidade de água presente em amostras de sementes é um passo fundamental no desenvolvimento de medidores em linha do teor de água que possam ser empregados no controle automático de processos como colheita, secagem e aeração. Esse trabalho consistiu na avaliação de três modelos dielétricos para determinação do teor de água de sementes de café, sem a influência do fluxo de massa. Foram utilizadas amostras das variedades Catuaí Amarelo, Catuaí Vermelho e Mundo Novo, com teores de água entre 11 e 23% b.u. e massa específica aparente no intervalo 326 kg m-3 < r < 455 kg m-3. Dos modelos obtidos, apenas aquele que utiliza a medição simultânea de épsilon' e épsilon", a 0,5 e 5,0 MHz, permite estimar o teor de água de sementes de café com o grau de acurácia desejado. Os erros padrão de calibração e predição foram de 1,3 e 1,2 pontos percentuais, respectivamente.

Eficiência, sedimentabilidade e composição da microfauna de sistemas de lodos ativados de fluxo contínuo e em batelada, removendo nitrogênio

A crescente preocupação com o lançamento de nutrientes aos corpos d'água e seu impacto sobre a qualidade dos mananciais justifica o aprofundamento do estudo de técnicas de tratamenot de águas residuárias que promovam a remoção destes poluentes. Com a finalidade de estudar a remoção do nitrogênio, foram operados dois sistemas biológicos de tratamento de efluentes por lodos ativados em escala piloto. Esses sistemas apresentavam diferenças em relação a seu fluxo de operação, onde um deles trabalhava de forma intermitente (Reator Seqüencial em Batelada) enquanto o outro se caracterizava por apresentar um fluxo contínuo (Bardenpho). A pesquisa foi realizada no tratamento de esgoto doméstico e dividiu-se em duas etapas: na primeira, foi adotada uma idade de lodo de 10 dias como parâmetro operacional enquanto que, na segunda , adotou-se uma idade de lodo de 30 dias. O monitoramento dos processos foi realizado por meio de análises físico-químicas e também pela observação da microfauna presente no lodo, como um parâmetro adicional de controle dos sistemas. O RSB apresentou-se mais eficiente do que o sistema de fluxo contínuo ao longo das duas etapas da pesquisa Na primeira fase, o RSB apresentou remoções médias de 88, 86 e 59% para a DQO, nitrogênio total e ST, respectivamente, enquanto que, para o sistema em fluxo contínuo, essas remoções foram de 76, 56 e 50%, respectivamente. Na segunda etapa, o RSB apresentou uma remoção média de 88% para DQO, 88% para nitrogênio total e 50% para ST, enquanto que o sistema contínuo apresentou valores médios de 72,49 e 29%, respectivamente. Os sistemas de tratamento apresentaram boas condições de sedimentabilidade durante as duas etapas comprovadas através dos valores obtidos a partir do stestes do IVL e IVLA. Observou-se uma variação da composição da microfauna nos dois sistemas de fluxo contínuo e uma predominância de ciliados fixos no RSB. No RSB, a presença de ciliados fixos esteve associada a boas condiçôes de sedimentabilidade e de remoção de matéria orgânica enquanto que no sistema contínuo, esta associação deu-se com o gênero Euplotes sp. e com os metazóarios. Observaram-se relações entre a presença de amebas e a remoção de nitrogênio no RSB. A presença de ciliados rastejantes esteve associada à geração de um efluente com baixa concentração de SSV em ambos os sistemas de tratamento.

Projeto, construção e análise de um prototipo vibracional em escala de bancada aplicável ao tratamento de água de produção de petróleo bruto, mediante inovadora operação híbrida de adsorção e auto-flotação

A self-flotator vibrational prototype electromechanical drive for treatment of oil and water emulsion or like emulsion is presented and evaluated. Oil production and refining to obtain derivatives is carried out under arrangements technically referred to as on-shore and off-shore, ie, on the continent and in the sea. In Brazil 80 % of the petroleum production is taken at sea and area of deployment and it cost scale are worrisome. It is associated, oily water production on a large scale, carrier 95% of the potential pollutant of activity whose final destination is the environment medium, terrestrial or maritime. Although diversified set of techniques and water treatment systems are in use or research, we propose an innovative system that operates in a sustainable way without chemical additives, for the good of the ecosystem. Labyrinth adsor-bent is used in metal spirals, and laboratory scale flow. Equipment and process patents are claimed. Treatments were performed at different flow rates and bands often monitored with control systems, some built, other bought for this purpose. Measurements of the levels of oil and grease (OGC) of efluents treaty remained within the range of legal framework under test conditions. Adsorbents were weighed before and after treatment for obtaining oil impregna-tion, the performance goal of vibratory action and treatment as a whole. Treatment technolo-gies in course are referenced, to compare performance, qualitatively and quantitatively. The vibration energy consumption is faced with and without conventional flotation and self-flotation. There are good prospects for the proposed, especially in reducing the residence time, by capillary action system. The impregnation dimensionless parameter was created and confronted with consecrated dimensionless parameters, on the vibrational version, such as Weber number and Froude number in quadratic form, referred to as vibrational criticality. Re-sults suggest limits to the vibration intensity

Controle de Temperatura do Sistema de Refrigeração a água de uma tocha plasmática Indutiva Utilizando Lógica fuzzy

Este projeto propõe desenvolver e implementar um controlador para o sistema de refrigeração da tocha indutiva a plasma térmico. Este processo é feito a partir da medição da temperatura através de um sensor do sistema de refrigeração. O sinal produzido será enviado para uma entrada analógica do microcontrolador da família PIC, que utilizando os conceitos de lógica fuzzy, controla a velocidade de um motor bomba. Este é responsável por diminuir ou aumentar o fluxo circulante de água que passa pela bobina, pelo corpo da tocha e pelo flange de fixação, deixando-os na temperatura desejada. A velocidade desta bomba será controlada por um inversor de frequência. O microcontrolador, também, acionará um ventilador caso exceda a temperatura de referência. A proposta inicial foi o desenvolvimento do controle da temperatura da bobina de uma tocha indutiva a plasma, mas com algumas adequações, foi possível também aplicar no corpo da tocha. Essa tocha será utilizada em uma planta de tratamento de resíduos industriais e efluentes petroquímicos. O controle proposto visa garantir as condições físicas necessárias para tocha de plasma, mantendo a temperatura da água em um determinado nível que permita o resfriamento sem comprometer, no entanto, o rendimento do sistema. No projeto será utilizada uma tocha de plasma com acoplamento indutivo (ICPT), por ter a vantagem de não possuir eletrodos metálicos internos sendo erodidos pelo jato de plasma, evitando uma possível contaminação, e também devido à possibilidade do reaproveitamento energético através da cogeração de energia. O desenvolvimento da tecnologia a plasma na indústria de tratamento de resíduos vem obtendo bons resultados. Aplicações com essa tecnologia têm se tornado cada vez mais importantes por reduzir, em muitos casos, a produção de resíduos e o consumo de energia em vários processos industriais

Morfologia radicular e suprimento de potássio às raízes de milheto de acordo com a disponibilidade de água e potássio

O milheto (Pennisetum glaucum) é cultivado em épocas com deficiência hídrica, o que pode afetar a absorção de K. Este trabalho visou quantificar a importância de potenciais de água do solo (-0,03; -0,05; -0,10 e -0,50 MPa), associados a doses de potássio (15 e 120 mg dm-3 de K) na morfologia radicular e nos processos de transporte de K às raízes de milheto. O experimento foi realizado em Botucatu (SP), em casa de vegetação. O milheto foi cultivado até 28 dias após a emergência, quando foram avaliados a fitomassa produzida e os teores de K, assim como a morfologia radicular. Foi estimada a contribuição do fluxo de massa e da difusão para o transporte de K no solo. Independentemente da dose de potássio e do teor de água no solo, a difusão foi o principal mecanismo de transporte de K até as raízes do milheto. Houve maior contribuição relativa do fluxo de massa, que correspondeu a 12 % do absorvido, na menor dose de potássio, contra 4 % na maior dose. Não houve efeito da disponibilidade hídrica nos mecanismos de transporte de K até as raízes do milheto.

Avaliação e modelagem reológica de fluido de perfuração base água

The determination of the rheology of drilling fluids is of fundamental importance to select the best composition and the best treatment to be applied in these fluids. This work presents a study of the rheological behavior of some addictives used as viscosifiers in water-based drilling fluids. The evaluated addictives were: Carboxymethylcellulose (CMC), Xanthan gum (GX), and Bentonite. The main objective was to rheologically characterize suspensions composed by these addictives, by applying mathematical models for fluid flow behavior, in order to determine the best flow equation to represent the system, as well as the model parameters. The mathematical models applied in this research were: the Bingham Model, the Ostwald de Wale Model, and the Herschel-Bulkley Model. A previous study of hydration time for each used addictive was accomplished seeking to evaluate the effect of polymer and clay hydration on rheological behavior of the fluid. The rheological characterization was made through typical rheology experiments, using a coaxial cylinder viscosimeter, where the flow curves and the thixotropic magnitude of each fluid was obtained. For each used addictive the rheological behavior as a function of temperature was also evaluated as well as fluid stability as a function of the concentration and kind of addictive used. After analyses of results, mixtures of polymer and clay were made seeking to evaluate the rheological modifications provided by the polymer incorporation in the water + bentonite system. The obtained results showed that the Ostwald de Waale model provided the best fit for fluids prepared using CMC and for fluids with Xanthan gum and Bentonite the best fit was given by the Herschel-Bulkley one

Estimativa do fluxo de calor latente pelo balanço de energia em cultivo protegido de pimentão

O objetivo deste trabalho foi caracterizar e relacionar a radiação líquida com o calor latente equivalente, em mm de água, nos cultivos protegido e de campo, na cultura de pimentão. O experimento foi feito em Botucatu, SP. A estimativa do fluxo de calor latente foi feita pelo método do balanço de energia, por meio da razão de Bowen. Foram feitas medidas instantâneas da radiação líquida (Rn), dos fluxos convectivos de calor latente (LE) e sensível (H), do fluxo de calor no solo (G), e dos gradientes psicrométricos sobre a cultura. O cultivo protegido, apesar de receber menor quantidade de radiação solar global, foi mais eficiente na conversão da radiação líquida disponível em matéria seca total e na produtividade de frutos. No balanço de energia, o cultivo protegido apresentou razões G/Rn e LE/Rn inferiores e H/Rn superior, com um fluxo de calor latente, equivalente em milímetros, 45,43% menor que no cultivo no campo. Apresentou, ainda, menor quantidade de radiação líquida disponível e menores perdas de energia, mostrando-se mais eficiente no uso da água.

Utilização de uma coluna de flotação para remoção de compostos orgânicos da água de produção

Innovative technologies using surfactant materials have applicability in several industrial fields, including petroleum and gas areas. This study seeks to investigate the use of a surfactant derived from coconut oil (SCO saponified coconut oil) in the recovery process of organic compounds that are present in oily effluents from petroleum industry. For this end, experiments were accomplished in a column of small dimension objectifying to verify the influence of the surfactant SCO in the efficiency of oil removal. This way, they were prepared emulsions with amount it fastens of oil (50, 100, 200 and 400 ppm), being determined the great concentrations of surfactant for each one of them. Some rehearsals were still accomplished with produced water of the industry of the petroleum to compare the result with the one of the emulsions. According to the experiments, it was verified that an increase of the surfactant concentration does not implicate in a greater oil removal. The separation process use gaseous bubbles formed when a gas stream pass a liquid column, when low surfactant concentrations are used, it occurs the coalescence of the dispersed oil droplets and their transport to the top of the column, forming a new continuous phase. Such surfactants lead to a gas-liquid interface saturation, depending on the used surfactant concentration, affecting the flotation process and influencing in the removal capacity of the oily dispersed phase. A porous plate filter, with pore size varying from 40 to 250 mm, was placed at the base of the column to allow a hydrodynamic stable operation. During the experimental procedures, the operating volume of phase liquid was held constant and the rate of air flow varied in each experiment. The resulting experimental of the study hydrodynamic demonstrated what the capturing of the oil was influenced by diameter of the bubbles and air flow. With the increase flow of 300 about to 900 cm3.min-1, occurred an increase in the removal of oil phase of 44% about to 66% and the removal kinetic of oil was defined as a reaction of 1° order

Estudo da remoção de Ba2+, Ni2+, Cd2+, Cu3+, Cr3+, Sr2+, Zn2+ por eletrocoagulação em água associada à produção de petróleo

Among the waste generated in the petrochemical industry water associated with oil production is the most important. It is considered one of the great challenges due to the presence of considered toxic chemicals present in this composition. The presence of these substances difficult to reuse the water associated with the enhanced recovery processes, so that prior to their reuse or disposal, treatment is necessary. This paper aimed to study the removal efficiency of chemical species: Ba2+, Ni2+, Cd2+, Cu2+, Cr3+, Sr2+ and Zn2+, present in the composition of the water associated with oil production by electrocoagulation. The evaluation of removal of these chemical species was performed by laboratory tests using electrochemical batch reactors and continuous flow. Initial tests were performed with electrocoagulation of synthetic wastewater in batch reactor using iron electrode. Results of removal of Zn2+ and Ni2+ were 78 % and 59 % respectively. While the percentage of removed Ba2+ was 19 % by 30 minutes of treatment and by applying current of 1.10 A. The tests were performed on effluent batch reactor applying the electrochemical technique with stainless steel electrodes 304, the objective was to remove part of the dispersed oil and also of organic compounds in the effluent. Under the experimental conditions used, the maximum result was obtained TOG was 60 % and TOC was approximately 50 % compared to the initial concentration. In the experiments carried out in continuous reactor, with effluent semisynthetic, have been used electrodes of iron and aluminum and the results were 100 % removal of Cd2+, Cu2+, Cr3+ and Zn2+ and 77 % of Sr2+. These percentages were only attainable through the use of the iron electrode. However, when the electrode was replaced by aluminum, there was a reduction in the percentage of removal to 65 %, using the same flow rate and current. Therefore according to the results obtained using the iron electrode was more effective in removing these metals and the conditions of lower current and lower flow rate was satisfactory, as observed in the experimental design adopted

Utilização de uma coluna de flotação para remoção de compostos orgânicos da água de produção

Innovative technologies using surfactant materials have applicability in several industrial fields, including petroleum and gas areas. This study seeks to investigate the use of a surfactant derived from coconut oil (SCO saponified coconut oil) in the recovery process of organic compounds that are present in oily effluents from petroleum industry. For this end, experiments were accomplished in a column of small dimension objectifying to verify the influence of the surfactant SCO in the efficiency of oil removal. This way, they were prepared emulsions with amount it fastens of oil (50, 100, 200 and 400 ppm), being determined the great concentrations of surfactant for each one of them. Some rehearsals were still accomplished with produced water of the industry of the petroleum to compare the result with the one of the emulsions. According to the experiments, it was verified that an increase of the surfactant concentration does not implicate in a greater oil removal. The separation process use gaseous bubbles formed when a gas stream pass a liquid column, when low surfactant concentrations are used, it occurs the coalescence of the dispersed oil droplets and their transport to the top of the column, forming a new continuous phase. Such surfactants lead to a gas-liquid interface saturation, depending on the used surfactant concentration, affecting the flotation process and influencing in the removal capacity of the oily dispersed phase. A porous plate filter, with pore size varying from 40 to 250 mm, was placed at the base of the column to allow a hydrodynamic stable operation. During the experimental procedures, the operating volume of phase liquid was held constant and the rate of air flow varied in each experiment. The resulting experimental of the study hydrodynamic demonstrated what the capturing of the oil was influenced by diameter of the bubbles and air flow. With the increase flow of 300 about to 900 cm3.min-1, occurred an increase in the removal of oil phase of 44% about to 66% and the removal kinetic of oil was defined as a reaction of 1° order.