Utilização de nanomateriais para o tratamento de águas contaminadas com fenol através do processo de fotocatálise Parte I: Construção de um reator de fotocatálise

Tecnologias eficientes e de custo acessível, com unidades compactas e que não geram resíduos constituem-se em alternativas muito atrativas ao setor industrial. Neste contexto, a presente pesquisa objetiva odesenvolvimento de nanomateriais para o tratamento de efluentes líquidos contendo fenol através de reaçõesfotocatalíticas. Para realização dos ensaios em batelada, um reator de escala laboratorial foi projetadoe construído. Este trabalho apresenta o dimensionamento do reator, o qual baseou-se no volume deefluente a ser tratado por batelada experimentalmente e na especificação das lâmpadas UV (ultravioleta)para a capacidade de remoção de poluente em estudo e na resistência e durabilidade do material empregado.Estes estudos são inovadores no Brasil, já que a maior parte das técnicas empregadas para aremoção de fenóis empregam processos biológicos.Palavras-chave: efluentes, fotocatálise, ultravioleta, fenol

Simultaneous ozonation of 90 organic micropollutants including illicit drugs and their metabolites in different water matrices.

The ozonation of 90 chemically diverse organic micropollutants (OMPs) including four classes of illicit drugs and their metabolites was studied in pure buffered water, tap water and wastewater effluent at three specific ozone doses and three pH levels. The second order rate constants for the reaction of 40 OMPs with ozone were known and span across 8 orders of magnitude, from below 1 M-1 s-1 to above 107 M-1 s-1. 47 of the tested OMPs were removed to at least 90% at the highest specific ozone dose of 0.3 mM O3 per mM C at pH 7. However, most illicit drugs, including cocainics, amphetamines and ecstasy-group compounds, were ozone-resistant due to their lack of ozone-reactive functional groups. Exceptions included some opioids and the cocaine biomarker anhydroecgonine methylester which contain olefinic bonds and/or activated benzene rings. Different removal trends at different pH for OMPs were due to the combined effect of target compound speciation and ozone stability, leading to elimination of less than 70% for all OMPs at pH 11. In both tap water and wastewater effluent scavenging by matrix components led to lower ozone exposure compared to pure buffered water and consequently lower removal of OMPs. This multi-compound ozonation study utilised liquid chromatography-mass spectrometry to provide a large dataset on the removal of environmentally relevant OMPs, including those of interest for drinking water regulations. Besides including pharmaceutically active compounds that have not been studied with ozone before (e.g. gliclazide, anhydroecgonine methylester, quetiapine, 6-monoacetylmorphine), this study simultaneously shows ozonation data for a wide range of illicit drugs

Remoção de Cafeína por Adsorção em Carvão Ativado

A cafeína é uma das drogas lícitas mais utilizadas em todo o mundo, estando presente em alimentos, bebidas e medicamentos. O alto consumo reflete em altas concentrações deste composto em diversas matrizes ambientais, já que este não é completamente removido pelas etapas de processo convencionais das estações de tratamento. Assim, é de grande interesse o estudo de técnicas eficazes para eliminar este composto do meio ambiente. A adsorção utilizando carvão ativado tem se mostrado uma boa alternativa de tratamento, sendo obtidas elevadas eficiências de remoção. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo estudar a remoção da cafeína por adsorção utilizando carvão ativado. Para isso, foram realizados ensaios de adsorção objetivando encontrar as condições mais adequadas de processo considerando os parâmetros de pH, tempo de residência e concentração de sólido adsorvente. Os melhores resultados dos ensaios de adsorção foram obtidos em pH 6, tempo de residência de 50 min e 10 g L -1de sólido adsorvente onde foi possível atingir 99% de remoção. Ainda, isotermas de equilíbrio para este sistema foram construídas. Foram avaliados os modelos matemáticos de Langmuir e Freundlich, sendo que a isoterma de Langmuir representou melhor o sistema. Os valores obtidos para qmáx e KL foram 31,94 mg g -1 e 0,1464 L mg -1, respectivamente. O método proposto se mostrou eficiente e de baixo custo para a remoção de cafeína. http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v4iss2p6

Adsorção de cromo hexavalente usando rejeito de beneficiamento de carvão em modelo de batelada e coluna de leito fixo

The objective of this work is to utilize a coal beneficiation tailing from Moatize (Mozambique) for the adsorption of hexavalent chromium from water in batch model and fixed bed column. Coal waste was used in particle size between 0.7 and 1.5 mm. The effects of pH, contact time and solid adsorbent concentration were analyzed by batch experiments. The results indicated that it was possible to obtain 98.6% of removal under the experimental conditions of pH 2, 10 h of process and 8 g.L-1 of solid adsorbent. From these experimental results, equilibrium isotherms were build and Langmuir and Sips models presented a better fit to the experimental data. The adsorption of chromium hexavalent from aqueous solution onto coal waste was investigated in a fixed bed column at 298 K. The effects of the inlet concentration, feed flow rate, bed depth on adsorption were investigated. In general, the evaluated parameters improved as a results increase in a Z (bed deep) and decreases in Q (feed flow rate). These performance metrics also improved as C0 (inlet concentration) was increased

Estudo de aplicação de um resíduo líquido industrial à base de alumínio como reagente coagulante

O presente projeto tem o objetivo de estudar a viabilidade de utilização de um resíduo proveniente deprocesso petroquímico como reagente coagulante em processos de tratamento de efluentes líquidos industriaiscontendo íons dissolvidos. Como metodologia experimental, foram realizados ensaios em Teste deJarros, com o objetivo de verificar as condições ótimas (concentração, pH, remoção de íons) de aplicaçãodo subproduto (resíduo a base de alumínio e sódio) no processo de coagulação em comparação a reagentesutilizados convencionalmente. Para os ensaios experimentais foram utilizadas amostras de efluentes de umcurtume de Estância Velha (Rio Grande do Sul), provenientes das etapas de recurtimento e piquelagem.Foram avaliados o volume de lodo formado e a eficiência na remoção de cromo e alumínio do produtoclarificado. A utilização do subproduto mostrou ser eficiente, atingindo índice de remoção superior a 90%de cromo (concentração residul de 0,2 mg/L). Os experimentos realizados indicam que o reaproveitamento deste resíduo apresenta potencial tecnológico aplicado ao tratamento de efluentes líquidos industriais,considerando igualmente os aspectos ambientais e econômicos.Palavras-chave: remoção, coagulação, cromo, subproduto industrial

USO DE BIOREATORES SEQÜENCIAIS EM BATELADA COM LEITOS DE ADSORÇÃO PARA GERAÇÃO DE GÁS. PARTE I.

Grande parte dos resíduos dispostos em aterros sanitários são nocivos à saúde e ao meio ambiente,contendo pesticidas organoclorados, metais pesados de baterias e peças eletrônicas, solventes orgânicostintas. Esses resíduos podem favorecer a formação de um ambiente anóxico em presença de nitrato,ferro e sulfato, permitindo que outros organismos tornem-se competitivos na metanogênese para umsubstrato reduzido. Assim, sistemas de reatores seqüenciais em batelada (bioreatores) consistem emum grande potencial de pesquisa para a aplicação como em aterros sanitários em série. O objetivo geraldeste projeto é a pesquisa e desenvolvimento processos integrados para a produção de energia a partirde resíduos dispostos em aterro sanitários, considerando as condições ambientais do Brasil. O presenteestudo apresenta a montagem experimental do sistema de bioreatores utilizado para desenvolvimentoda pesquisa, que visa simular uma coluna de lixo de um aterro sanitário, no qual o chorume gerado érecirculado para o sistema, com adição de lodo anaeróbio. Este estudo envolve a coleta e a caracterizaçãodo resíduo orgânico e inorgânico utilizado, controle de pH do chorume e do lodo anaeróbio e monitoramento da geração de gás (CH4 e CO2). Os resultados preliminares são apresentados emtermos do desenvolvimento dos parâmetros químicos e operacionais do processo em um primeiro estágiodo mesmo com duração de 3 a 6 meses.Palavras-chave: resíduos sólidos domésticos, sistema anaeróbio, biodegradação, otimizaçã

Nitrate sorption on activated carbon modified with CaCl2: Equilibrium, isotherms and kinetics

In this study, nitrate (NO3-) removal from aqueous solutions was investigated using granular activated carbon (GAC) modified with CaCl2. Batch sorption studies were performed as a function of sorbent dose, initial nitrate concentration and pH. Sorption was maximized between pH 3 and 9. Studies on the effect of pH showed that the ion exchange mechanism might be involved in the sorption process. The percentage of nitrate removed increased with increasing sorbent concentration, and the ideal sorbent dose was found to be 20 g•L-1. Four isotherm models-Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Sips-were used to fit the experimental data. The Redlich-Peterson isotherm model explained the sorption process well and showed the best coefficient of determination (0.9979) and Chi-square test statistic (0.0079). Using the Sips isotherm model, the sorption capacity (qe) was found to be 1.93 mg nitrate per g of sorbent. Kinetic experiments indicated that sorption was a fast process, reaching equilibrium within 120 min. The nitrate sorption kinetic data were successfully fitted to a pseudo-second-order kinetic model. The overall results demonstrated potential applications of modified GAC for nitrate removal from aqueous solutions

Integration of ozonation with water treatment for pharmaceuticals removal from Arroio Diluvio in southern Brazil

Pharmaceutical compounds can reach water bodies through sewage systems. The process of water treatment is insufficient for the removal of these contaminants. The ozonation has great potential to be integrated into the treatment, since it promotes the reduction of pharmaceuticals, reduces the generation of disinfection byproducts and can reduce operational costs. In this work, the integration of the ozonation process with water treatment was studied. The ozone was applied in the pre-oxidation and intermediate ozonation stages, to evaluate the dependence of different variables. Water samples were collected from Arroio Diluvio, a river of the city of Porto Alegre (Brazil). The doses of ozone were maintained between 0.5 and 1.0 mgO3 L−1 while the coagulant was between 25 and 150 mg·L−1. Pre-ozonation resulted in a removal of pharmaceuticals at pH 10.0, time of 15 min and coagulant concentration of 52.5 mgL−1. The intermediate ozonation provided a removal with pH 10.0 and a time of 5 min of bubbling. Based on the results, it was confirmed that the synergy of the ozonation process with conventional water treatment is an effective, sensitive and fast method for the removal of pharmaceuticals from the aqueous medium. HIGHLIGHTS The water treatment is insufficient for the removal of drugs.; The adverse effects of drugs in water are still unknown.; The Arroio Dilúvio, a stream, flows into the Guaíba River, which is used as a source of supply for the treatment of water in the city.; Ozonation is effective for drug removal and mineralization.; Ozonation provides a reduction in the amount of reagents used to regulate pH and for coagulation.