Recuperação parcial da água de lavagem dos filtros utilizados no tratamento da água de piscinas de uso público

Mestrado em Engenharia Química. Ramo optimização energética na indústria química

Desidratação de lodos de estação de tratamento de água

As estações de tratamento de água (ETAs), que utilizam sulfato de alumínio férrico e possuem sistema de extinção para a cal, geram dois principais resíduos: o lodo de ETA, retido nos decantadores durante a etapa de clarificação da água, constituído principalmente por hidróxidos de alumínio, argilas, siltes, areia fina, material húmico e microrganismos e o resíduo de cal, impureza insolúvel removida do processo de extinção da cal virgem, constituído principalmente de carbonato e hidróxido de cálcio. A pesquisa realizada no Instituto de Pesquisas Hidráulicas da UFRGS, em conjunto com o Departamento Municipal de Água e Esgotos (DMAE), avaliou se a adição de resíduo de cal ao lodo de ETA acelera o desaguamento do mesmo. Paralelamente, também foi avaliada a eficiência de uma modificação estrutural nos leitos de secagem convencionais, utilizando-se tijolos cerâmicos na base do mesmo, com o objetivo de avaliar se a capilaridade dos tijolos auxilia o desaguamento do lodo. Uma vez que a quantidade de água presente no lodo da ETA diminua, a utilização deste resíduo na indústria talvez seja economicamente viável. No primeiro experimento foram montados 12 (doze) leitos de secagem, seis convencionais e seis modificados. Foi analisado o teor de umidade nos leitos em função do tempo, bem como monitorado o teor de umidade relativa do ar O segundo experimento foi realizado em escala de bancada, utilizando-se 18 (dezoito) leitos de secagem forrados internamente com manta geotêxtil do tipo bidim (OP-20). Os leitos possuíam um dreno de fundo, para captura do líquido percolado. O experimento foi conduzido em triplicata, nas proporções de 0,0%; 2,5%, 5,0%, 7,5%, 10,0% e 100,0% em peso de resíduo de cal. Foi monitorado o volume de percolado em função do tempo para cada leito. Também foi analisado o pH e a umidade inicial e final dos leitos, bem como o pH e a turbidez do líquido percolado. No resíduo sólido remanescente nos leitos de secagem foi realizada análise de fluorescência de RX. No experimento de modificação estrutural da base dos leitos com uso de tijolos, não foi observada nenhuma melhora no desaguamento do lodo. Acredita-se que os poros capilares dos tijolos saturaram no início do experimento, perdendo seu poder de sucção. No segundo experimento, foi observada uma melhora muito significativa em relação ao volume de líquido percolado em função do tempo, comprovando que a adição de resíduo de cal ao lodo favoreceu a rápida desidratação do mesmo (chegando a ser 40 vezes maior) A relação ótima foi verificada nos leitos que continham 5,0 % em massa de resíduo de cal. Todos os leitos que sofreram a adição de resíduo de cal aumentaram bruscamente o pH e solubilizaram o íon alumínio; porém aprisionaram os íons ferro e magnésio. Tanto a análise de fluorescência de raio X do lodo puro, bem como da mistura com resíduo de cal, remanescentes nos leitos de secagem, identificaram a presença de óxidos de cálcio, alumínio, ferro e sílica. Isso indica que estes resíduos (lodo ou lodo mais cal) podem ser incorporado à matéria-prima do cimento. Ter-se-ia, desta forma, um destino ecologicamente correto para os lodos de ETAs, que deixaria de ser lançado em corpos d’água. A incorporação do lodo de ETA ao cimento traria como principal vantagem o aumento da vida útil das jazidas de argila e de calcáreo, reduzindo a destruição da paisagem, flora e fauna.

Flotação por ar dissolvido na clarificação de águas com baixa turbidez utilizando sulfato de alumínio e sementes de Moringa oleifera como coagulantes

This work aims to investigate the process of Dissolved air Flotation (DAF) for clarifying water samples with low turbidity using aluminum sulphate and Moringa oleifera seeds as coagulants. The experimental procedure was carried out in a bench scale flotation unit. The influences on the pre-treatment conditions (coagulant dosage and flocculation time) and flotation parameters (superficial application rate and recirculation rate) were evaluated considering the efficiency of the process. The efficiency was evaluated by determining the turbidity of the untreated and treated water samples. The results obtained showed that turbidity reduction can be obtained very efficiently by using DAF and the latter coagulant in low turbidity water. Using aluminum sulphate in pH´s 5.0 and 6.0 better efficiencies were obtained with low concentrations (15 mg/L), achieving values of 92% of turbidity reduction. In the case of use of Moringa oleifera better efficiencies of reduction of turbidity were reported when using a concentration of 50 mg/L in all range of pH´s, achieving 86% of reduction. The zeta potential was also determined, in an attempt to aid comprehension of the coagulation mechanisms involved. The coagulation mechanisms with Moringa oleifera seeds were shown to be adsorption and charge neutralization, as well as adsorption and bridging. Concerning aluminum sulphate, the predominant mechanisms are adsorption and charge neutralization and enmeshment in a precipitate. The results indicate that for low turbidity water, Moringa oleifera seeds could potentially be a viable substitute for aluminum sulphate

Avaliação ecotoxicológica de lixiviados de lamas provenientes de estações de tratamento de águas. Capacidade de germinação de sementes de alface (lactuca sativa)

A água superficial para posterior consumo humano, tem de passar por diversas etapas de tratamento, de forma a dar cumprimento aos requisitos da legislação vigente, decreto-Lei n.º 306/2007 de 27 de Agosto. Como resultado do referido tratamento produzem-se resíduos, nomeadamente, as lamas de clarificação de água. De acordo com a estratégia da União Europeia, a deposição em aterro destas lamas apenas deverá ser efectuada em situações excepcionais ou temporárias. A procura de uma solução ambientalmente mais aceitável para o destino final a atribuir a estas lamas de clarificação de água deverá ser, um dos objectivos das empresas abastecedoras de água para consumo humano. Com o intuito de verificar a possibilidade de utilização das lamas produzidas nas Estações de Tratamento de Água (ETA) em solos agrícolas, realizaram-se testes ecotoxicológicos para avaliar a capacidade de germinação de sementes de alface (Lactuca sativa). Foram igualmente realizadas determinações de alguns metais nos lixiviados, por espectrofotometria de absorção atómica com atomização por chama e por Câmara de grafite. O cádmio e o chumbo por imposição da legislação aplicável aos géneros alimentícios, Regulamento (CE) 1881/2006 de 19 de Dezembro e o alumínio e o ferro por estarem presentes nos tratamentos de algumas das águas superficiais em estudo. As lamas estudadas eram provenientes de ETA com captação de água superficial em rios e albufeiras distintos do norte de Portugal, com utilização de tratamentos também diferentes. Os resultados obtidos com os lixiviados das lamas provenientes das ETA com captações dos rios Ferreira, Ferro e Vizela e Tâmega, evidenciaram inibição da germinação para algumas das diluições testadas. No entanto, não se observou qualquer efeito tóxico para as lamas das ETA com captações da albufeira do Alto Rabagão e dos rios Rabaçal, Douro e Paiva. Dos metais alumínio, cádmio, ferro e chumbo determinados nos lixiviados, apenas o alumínio estava acima do limite de detecção. No entanto, não foi possível estabelecer qualquer correlação entre o tratamento aplicado à água superficial nas várias ETA com a concentração do alumínio nem com os resultados dos ensaios ecotoxicológicos. Não obstante, parece haver relação entre a proximidade geográfica do local de captação de água e os resultados dos bioensaios.

Folhas verdes, folhas secas, fibra do colmo e a clarificação do caldo de cana-de-açúcar

The presence of vegetal impurities in sugarcane delivered to sugarmills as green and dry leaves is a problem not only because they are non-value materials to be processed along with sugarcane stalks, but also because they can rise the color of the clarified juice and, consequently, the color of the sugar produced, with a reduction of its quality for the market. Another problem is the mud volume sedimented in the clarifiers, which also can result in a larger recirculation and greater volume of filtrate juice, with higher losses of sucrose and utilization of the vacuum rotary filters. The objective of this work was to observe the effect of the presence of green and dry leaves on sugarcane juice clarification, related to a control treatment with the addition of fiber extracted from the stalks. The experiments were planned based on the addition of quantities of fibrous sources in order to formulate samples with absolute increase of 0.25 , 0.50 and 0.75 percentual points over the fiber content of the sugarcane stalks (control treatment). The juice clarification was conducted with a laboratory clarifier. The clarified juice color and the mud volume were evaluated. The presence of green leaves caused higher color and mud volume due to the extraction of non-sucrose components of the leaves. Soluble compounds of dry leaves were also extracted, though not detected by juice analysis. The addition of the fiber extracted from the stalks did not induce alterations in the clarification process.

Aproveitamento da água de umidificação de malte da moagem úmida como matéria prima na fabricação de cerveja

A água de umidificação de malte, resultante da moagem úmida, pode ser usada como matéria prima na fabricação de cerveja. Há, entretanto, cervejarias que descartam esse subproduto, e conseqüentemente, o extrato nele contido. Em função disso, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a possibilidade de ganho de rendimento na mosturação e alterações nas características químicas e sensoriais da bebida, em virtude do uso dessa água. Cervejas do tipo Pilsen foram produzidas de duas formas: com e sem água de umidificação de malte. Utilizou-se como matéria prima malte, lúpulo, xarope de maltose, água destilada e água de umidificação de malte. O mosto foi produzido pelo processo de infusão, separado do bagaço de malte por filtração convencional e fervido durante 60 minutos. Após seu resfriamento e clarificação o mosto foi inoculado com levedura de baixa fermentação (1,3g/l, ps) e colocado para fermentar a 10°C. A fermentação foi encerrada com 90% da atenuação limite. Em seguida, a cerveja foi engarrafada e maturada a 0°C por 14 dias. Os resultados mostraram que o aumento do rendimento de mosturação, em função do uso da água de umidificação de malte, foi estatisticamente não significativo. A utilização dessa água praticamente não alterou as características químicas e sensoriais da cerveja, havendo apenas um leve aumento na intensidade de cor da bebida (7,1 x 8,0 EBC). Considerando, no entanto, que a água de umidificação de malte obtida em nível industrial apresenta maior concentração de extrato em relação àquela produzida em laboratório, espera-se que o uso da primeira traga ganho de rendimento industrial sem alterações significativas nas características da cerveja.

Aproveitamento da água de umidificação de malte da moagem úmida como matéria prima na fabricação de cerveja

A água de umidificação de malte, resultante da moagem úmida, pode ser usada como matéria prima na fabricação de cerveja. Há, entretanto, cervejarias que descartam esse subproduto, e conseqüentemente, o extrato nele contido. em função disso, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a possibilidade de ganho de rendimento na mosturação e alterações nas características químicas e sensoriais da bebida, em virtude do uso dessa água. Cervejas do tipo Pilsen foram produzidas de duas formas: com e sem água de umidificação de malte. Utilizou-se como matéria prima malte, lúpulo, xarope de maltose, água destilada e água de umidificação de malte. O mosto foi produzido pelo processo de infusão, separado do bagaço de malte por filtração convencional e fervido durante 60 minutos. Após seu resfriamento e clarificação o mosto foi inoculado com levedura de baixa fermentação (1,3g/l, ps) e colocado para fermentar a 10°C. A fermentação foi encerrada com 90% da atenuação limite. em seguida, a cerveja foi engarrafada e maturada a 0°C por 14 dias. Os resultados mostraram que o aumento do rendimento de mosturação, em função do uso da água de umidificação de malte, foi estatisticamente não significativo. A utilização dessa água praticamente não alterou as características químicas e sensoriais da cerveja, havendo apenas um leve aumento na intensidade de cor da bebida (7,1 x 8,0 EBC). Considerando, no entanto, que a água de umidificação de malte obtida em nível industrial apresenta maior concentração de extrato em relação àquela produzida em laboratório, espera-se que o uso da primeira traga ganho de rendimento industrial sem alterações significativas nas características da cerveja.

Emprego do extrato de moringa (Moringa oleífera Lamarck) na clarificação do caldo de cana para produção de açúcar

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Avaliação da remoção de sulfametoxazol, diclofenaco e 17β-estradiol em água por meio de processo oxidativo com cloro

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Emprego do extrato de Moringa (Moringa oleífera Lamarck) na clarificação do caldo de cana para produção de açúcar e etanol

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação de géis de goma guar no processo de clarificação de salmouras e águas produzidas

Produced water is considered the main effluent of the oil industry, due to their increased volume in mature fields and its varied composition. The oil and grease content (TOG) is the main parameter for the final disposal of produced water. In this context, it is of great significance to develop an alternative method based on guar gum gel for the treatment of synthetic produced water, and using as the differential a polymer having high hydrophilicity for clarifying waters contaminated with oil. Thus, this study aims to evaluate the efficiency of guar gum gels in the remotion of oil from produced water. Guar gum is a natural polymer that, under specific conditions, forms three-dimensional structures, with important physical and chemical properties. By crosslinking the polymer chains by borate ions in the presence of salts, the effect salting out occurs, reducing the solubility of the polymer gel in water. As a result, there is phase separation with the oil trapped in the collapsed gel. The TOG was quantified from the spectroscopy in the ultraviolet and visible region. The system was proven to be highly efficient in the removal of dispersed oil from water produced synthetically, reaching removal percentages above 90%.

Classificação de água de coco processada e natural por meio de HCA, PCA e teores de íons metálicos determinados por ICP OES

Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry was used to determine Ca, Mg, Mn, Fe, Zn and Cu in samples of processed and natural coconut water. The sample preparation consisted in a filtration step followed by a dilution. The analysis was made employing optimized instrumental parameters and the results were evaluated using methods of Pattern Recognition. The data showed common concentration values for the analytes present in processed and natural samples. Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA) indicated that the samples of different kinds were statistically different when the concentrations of all the analytes were considered simultaneously.

Sulfetos volatilizáveis por acidificação e metais extraídos simultaneamente na avaliação de sedimentos de água doce

This paper discusses the historical and methodological fundaments of the dynamics and quantification of acid volatile sulfides (AVS) and simultaneously extracted metals (SEM) in aquatic sediments. It also discusses the SEM/AVS relationship, which involves several controversial aspects such as sulfide stability, sulfide-organic matter interaction, and the inability to predict the toxicity of organic compounds in the environment. This relationship is an important tool for the inference of metal bioavailability. The use of ecotoxicological tests with target organisms regulated by international standards is also a relevant aspect.

Efeitos da cobertura do solo com filme de polietileno azul no consumo de água da cultura da alface cultivada em estufa

The covering of the soil is an agricultural practice that intends to control the harmful herbs, to reduce the losses of water by evaporation of the soil, and to facilitate the harvest and the commercialization, once the product is cleaner and healthier. However, when the soil is covered important microclimatic parameters are also altered, and consequently the germination of seeds, the growth of roots, the absorption of water and nutrients, the metabolic activity of the plants and the carbohydrates storage. The current trial intended to evaluate the effect of soil covering with blue colored film on consumptive water-use in a lettuce crop (Lactuca sativa, L.). The experiment was carried out in a plastic greenhouse in Araras - São Paulo State, Brazil from March 3rd, 2001 to May 5th, 2001. The consumptive water-use was measured through two weighing lysimeter installed inside the greenhouse. Crop spacing was 0.25 m x 0.25 m and the color of the film above soil was blue. Leaf area index (IAF), was measured six times (7; 14; 21; 28; 35; 40 days after transplant) and the water-use efficiency (EU) was measured at the end. The experimental design was subdivided portions with two treatments, bare soil and covered soil. The average consumptive water-use was 4.17 mm day-1 to the bare soil treatment and 3.11 mm day-1 to the covered soil treatment. The final leaf area index was 25.23 to the bare soil treatment and 24.39 to the covered soil treatment, and there was no statistical difference between then.

Teores de nutrientes na alface irrigada com água residuária aplicada por sistemas de irrigação

A trial was carried out to evaluate the chemical composition in the aerial part of lettuce, cv. 'Elisa', irrigated with wastewater treated with constructed wetland and source deposit water, grown on a Rhodic Hapludox Soil, using the irrigation systems sprinkle, subsurface drip and surface drip irrigation. The experiment was carried out from August 17th to October 3rd of 2001 and the chemical analyses of the lettuce were accomplished to 47 days after transplanting of the seedling. The aerial part of the lettuce was analyzed as for the levels of total nitrogen, nitrate, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, iron, manganese, copper, zinc, sodium, boron, cobalt and molybdenum. The sodium and the sulfur presented higher levels than the maximum suitable in the aerial part of the lettuce and the smallest level of magnesium, while other chemical elements analyzed were normal and appropriate considering the standard for well-nourished plants, not being influenced by the water type. The sodium was the chemical element that presented the highest levels in the aerial part of the lettuce in the treatments irrigated with wastewater, presenting significant difference in relationship to the treatments irrigated with source deposit water in the three irrigation systems. The use of the different irrigation systems by the application of wastewater treated with constructed wetland did not interfere in the levels of nutrients in the aerial part of the lettuce.