Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. | A ozoflotação é um processo que associa a propriedade de oxidação do ozônio com os aspectos físicos da flotação, o que torna favorável sua utilização como pré-tratamento de águas eutrofizadas, a fim de minimizar os problemas operacionais apresentados nos sistema de tratamento de água por FD (Filtração Direta). Este trabalho estudou a ozoflotação em um sistema contínuo de tratamento de água, em uma instalação piloto montada no LALP/UFSC - Lagoa do Peri, onde as investigações experimentais apresentaram no fitoplâncton da água bruta da Lagoa do Perí, como característica predominante, as espécies de cianobactérias: C. raciborskii, Pseudanabaena sp, Planktolynbya sp e as cianotoxinas (extracelular) na água, como: a microcistina na concentração máxima de 0,56 g/L; a saxitoxina na concentração máxima de 24,1 g/L - STX e a cilindrospermopsina na concentração de 0,516 g/L, na forma intracelular. A unidade de ozoflotação, seguida de filtração, foi efetiva na remoção das microalgas, apresentando para as cianobactérias uma remoção de 79,2% na câmara de flotação, 75,9% na filtração do efluente ozoflotado e 95% de remoção geral do fitoplâncton, entre a água bruta e o efluente do filtro, demonstrando que o ozônio auxiliou na remoção dos filamentos de cianobactérias. Ficou evidenciada, também, a ausência de cianotoxinas com a aplicação de 3,7 e 4,1 mg/L de ozônio, produzindo um efluente com valores médios <0,67 uT para turbidez e <1 uH para cor aparente no efluente filtrado.

Chicken meat may suffer rapid deterioration because of spoilage microorganisms. The type and number of microorganisms define quality of the product. Many stuidies show the use of slight acid electrolyzed water (sAEA) with high free clorine concentration (FCC) has been investigated to control and reduce the microbial growth of chiken meat. However sAEA with low levels of free clorine were not studied. In the current study, the stability of sAEA with low free clorine concentration and its application in chicken breast meat was assessed by evolution of microorganisms and lipid oxidation during storage. To acess the stability, sAEA with pH 6 and 10 mg/L of FCC was diluted for 2 and 5 mg/L and its oxidation-redution potential (ORP), pH and FCC were determining over 5 days of storage at 4 °C. The sAEA was applied in chicken breast meat by immersion and by the combination of spray and immersion to evaluate the shelf-life during storad 4 °C for 6 days. The shelf-life was evaluated by mesophilic and psychotrophic bacteria growth, pH value and lipi oxidation by TBARS levels. All of sAEA maintained their ORP, pH and FCC characteristics during the storage. The chicken breast meat showed varied initial number of microorganisms, which influence the redution promoted by sAEA treatment. Higher mesophilic bacteria number show lower redution by sAEA. In general, sAEA was more effective in reducing mesophilic than psychotrophic bacteria after treatment application. The chicken breast pH were not affected by sAEFA. However, anyone sAEA application mode increase the shelf-life of chicken breast meat. TBARS values were confuse, and further studies are necessary to clarify the sAEA action mechanism front lipid oxidation. | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | Devido à sua composição, a carne de frango pode sofrer rápida deterioração pela presença de microrganismos, sendo que o tipo e número de microrganismos definem a qualidade higiênico-sanitária do produto. O uso da água eletrolisada fracamente ácida (AEFA) com alta concentração de cloro livre tem sido investigado na redução da carga microbiana de frangos de corte, mas com baixa concentração não se tem relatos. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a estabilidade e método de aplicação da AEFA com 2, 5 e 10 mg/L de cloro livre em peitos de frango, e acompanhar a evolução dos microrganismos deteriorantes e a oxidação dos lipídios durante o armazenamento refrigerado. Estudou-se a estabilidade da AEFA com pH 6,0 com 2, 5 e 10 mg/L de cloro livre, determinando o potencial de oxirredução (POR), pH e concentração de cloro livre (CCL) ao longo de 5 dias de armazenamento a 4 °C. As AEFAs foram aplicadas nos peitos de frango pelo método de imersão e pela combinação de spray e imersão para avaliação da vida-útil de peitos de frango armazenados a 4 °C durante 6 dias. A vida-útil foi acompanhada pelo crescimento de bactérias mesófilas e psicrotróficas, valor de pH e a evolução da oxidação lipídica foi acompanhada pelos níveis de TBARS. As AEFAs elaboradas mantiveram suas características de POR, pH e CCL durante o período de armazenamento estudado. Os peitos de frango apresentaram número inicial de microrganismos variado, o que influenciou na redução promovida pelo tratamento com AEFA, sendo que quanto maior a carga de bactérias mesófilas, menor a percentagem de redução promovida pela AEFA. Notou-se, em todos os métodos de aplicação, que a AEFA foi mais efetiva frente às bactérias mesófilas do que as psicrotróficas logo após a aplicação dos tratamentos, e que o pH dos peitos de frango não foram influenciados pela aplicação da AEFA. Entretanto, os diferentes tratamentos de AEFA aplicados não aumentaram o tempo de vida-útil dos peitos de frango, pois apresentaram carga microbiológica e pH considerados impróprios para o consumo no sexto dia de armazenamento. Mais estudos são necessários para esclarecer melhor o mecanismo de ação da AEFA frente às reações de oxidação lipídica

O EE2 é uma hormona sintética utilizada na produção de contracetivos orais femininos e é uma das principais substâncias que contribuem para a atividade estrogénica detetada em águas residuais e consequentemente principal origem de EE2 em águas superficiais. Uma vez que os sistemas convencionais de tratamento de água residual não foram dimensionados para remover este tipo de compostos, a comunidade científica tem procurado alternativas de tratamento e, ou tratamentos complementares para evitar que estas substâncias sejam descarregadas no ambiente, nomeadamente a adoção de tratamentos terciários. Os sistemas de tratamento onde as eficiências de remoção destes compostos são maiores incluem tratamentos multi-barreira (incluindo a adoção de membranas) e oxidações avançadas, nomeadamente a adição de cloro, ozono e fenton. Apesar das eficientes remoções de EE2 verificadas com oxidantes, nomeadamente com o cloro, e embora, em Portugal, seja um dos compostos mais utilizados na etapa de desinfeção de água residual, esta adoção poderá não ser segura devido à possível formação de trihalometanos (compostos cancerígenos), aquando da adição de cloro na presença de matéria orgânica. Assim, este trabalho pretendeu estudar a adição de um oxidante diferente que, não sendo comum a sua utilização em água residual, existem estudos que demonstraram a sua capacidade de remoção do potencial estrogénico de uma água residual - Ácido Peracético (PAA). Foram, desta forma, realizados ensaios onde se testaram diferentes tempos de contacto e diferentes concentrações de PAA - 10, 15 e 20 minutos e 1, 5, 10 e 15 mg.L-1. As eficiências de remoção de EE2 obtidas variaram entre 0% e 100%, dependendo das dosagens de PAA e tempo de contacto utilizados. Os ensaios que apresentaram 100% de remoção, ocorreram com concentrações de PAA de 10 mg.L-1 e de 15 mg.L-1, para os tempos de contacto de 10 e 15 min, respetivamente. Complementarmente, a toxicidade do EE2 foi avaliada através de ensaios biológicos usando o peixe zebra (Danio rerio) como modelo biológico e determinando alguns biomarcadores de toxicidade (enzimas antioxidantes) e de desregulação endócrina (vitelogenina). Os resultados mostraram que entre os animais expostos ao EE2 e os animais expostos ao EE2+PAA não existiram diferenças significativas ao nível das enzimas antioxidantes (glutationa-s-transferase e catalase). Relativamente à análise dos níveis de vitelogenina, os resultados mostraram que quando se adicionou o PAA (EE2+PAA) ocorreu uma clara redução da estrogenicidade mostrando, por isso, a possível viabilidade do uso deste composto para remoção do EE2.

A grande preocupação em estações de tratamento de água atualmente se deve a escolhas de tecnologias de tratamento inadequadas em relação às características do manancial de água explorado. Vários estudos têm mostrado que os processos que envolvem o tratamento por ciclo completo não são efetivos na eliminação dos efeitos gerados pela presença de algas e seus sub-produtos. A dupla filtração, tecnologia que emprega a filtração ascendente seguida de filtração rápida descendente, vem sendo muito estudada e utilizada no Brasil, principalmente para o tratamento de águas com altas concentrações de algas. O presente trabalho teve, como objetivo principal, verificar o tratamento da água do reservatório UHE Lajeado da cidade de Palmas-TO, utilizando a dupla filtração, a oxidação com cloro e a adsorção com carvão ativado pulverizado, visando principalmente à remoção de algas e possíveis subprodutos da oxidação. Para realização da pesquisa, foi montada uma instalação piloto de dupla filtração, composta pelas unidades de pré-cloração, adsorção em carvão ativado pulverizado, filtro ascendente em pedregulho e filtro rápido descendente de areia. Os filtros de pedregulho e de areia trabalharam com taxas de filtração de 120 e 180 m³/m².d, respectivamente. A água bruta utilizada no estudo apresentava concentrações de cianobactérias acima de 105 cel/mL. Os resultados encontrados mostraram que o sistema foi capaz de produzir água potável, atendendo aos padrões da portaria 518 do Ministério da Saúde, obtendo-se valores de turbidez na saída do filtro de areia sempre abaixo de 0,50 uT. Em todos os ensaios realizados houve remoção de cianobactérias e de clorofila-a acima de 99,0%, sendo que os filtros de pedregulho e de areia foram os principais responsáveis por esta remoção. O uso do carvão ativado pulverizado incrementou a remoção do carbono orgânico total. Não houve formação significativa dos subprodutos da desinfecção no efluente do filtro de areia, ficando os valores encontrados muito abaixo do máximo permitido pelas legislações brasileira e internacional. | One problem that frequently arises in water treatment plants is the inadequacy of the chosen treatment processes with respect to the source water quality. Several studies have shown that processes encompassing conventional water treatment have limited capability to remove compounds associated with algae and their by-products. In Brazil, a technology known as two-stage filtration has been studied and applied to the treatment of waters with high algae concentrations. The process employs two separated filters operated in sequence in the modes up and downflow. This research investigated the application of this technology, associated with chlorine oxidation and powdered activated carbon adsorption, for algae removal using water taken from UHE Lajeado, city of Palmas, TO. Also, the technology was applied for removal of potential by-products formed by reactions between chlorine and organic matter present in water. In order to carry out the research, a pilot installation was assembled. It was constituted by pre-oxidation and carbon adsorption columns, rapid-mix tank, and two-stage filtration. The gravel and sand filters operated up and downflow in sequence, with filtration rates of 120 and 180 m³/m².d, respectively. The input water had cyanobacteria concentrations higher than 105 cel/mL The observed results showed the pilot plant produced water in accordance with Brazilian standards, having turbidity levels lower than 0,5 uT. In all tests, cyanobacteria and chlorophyll removals were above 99% and the retention was achieved mostly by the gravel and sand filters. The use of powdered activated carbon caused an increase in the TOC removal. There was limited formation of by-products and those that were detected presented concentrations below international and Brazilian standards.

Devido à falta de informações técnicas sobre o tratamento de águas residuárias utilizando o sistema de aeração em cascatas, objetivou-se com a realização deste trabalho estudar o desempenho desse sistema no tratamento de águas residuárias da lavagem e descascamento/despolpa dos frutos do cafeeiro (ARC). Além disso, procurou-se determinar o coeficiente de eficiência associado à aeração em cascatas, avaliar a incorporação de oxigênio dissolvido e a capacidade do sistema em remover matéria orgânica, macronutrientes (nitrogênio, fósforo e potássio) e compostos fenólicos da ARC. O experimento foi implantado e conduzido na Área Experimental de Tratamento de Resíduos do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa. O sistema de aeração em cascatas foi instalado em um talude com inclinação de 30° e com uma diferença de nível de 4,14 m. A cascata foi composta de 23 degraus, com altura, largura e comprimento de 0,18; 0,32 e 0,60 m, respectivamente. No final da cascata foi instalado um reservatório, com 2 m3 de volume, denominado recepção/detenção da ARC escoada na escada. Após ser submetida a um tempo de detenção de 3 horas, a ARC era transferida para outro reservatório denominado tanque de recirculação , de onde era recalcada para nova recirculação na cascata. Essa recirculação era feita 3 vezes ao dia e sob vazão constante de 1 L s-1. Durante os 30 dias de operação do sistema de tratamento foram utilizadas amostras de ARC coletadas em 3 diferentes ocasiões e, a cada 10 dias de operação do sistema, as mesmas eram trocadas. O experimento foi instalado seguindo um delineamento em blocos casualizados, esquema de parcelas subdivididas no tempo, consistindo de 3 blocos (3 amostras de ARC). Em relação à variável DBO, foram avaliados 6 tratamentos principais (locais de coleta da ARC na cascata) e 4 tratamentos secundários (tempo de recirculação da ARC: 0, 3, 6 e 9 dias), totalizando 72 unidades experimentais. No que se refere à análise das alterações na variável DQO, foram avaliados 6 tratamentos principais (locais de coleta da ARC na cascata) e 10 tratamentos secundários (tempo de recirculação: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 dias), totalizando 180 unidades experimentais. Nesse caso, as unidades experimentais foram constituídas por amostras coletadas em cada dia, nos pontos pré-estabelecidos. Para estudar o decaimento da concentração de oxigênio dissolvido em função do tempo no tanque de recepção/detenção, um experimento à parte foi realizado em delineamento inteiramente casualizado com 6 repetições e 15 tratamentos (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28 minutos). Nessa avaliação, as unidades experimentais foram as alíquotas de ARC amostradas a cada 2 minutos. Com a utilização do sistema de aeração em cascatas foi possível incorporar, em média, 0,2 mg L-1 de oxigênio a cada lance de 1 m de degraus na cascata. A máxima porcentagem de saturação de oxigênio na ARC foi de 19,4%, tendo sido obtida com o escoamento em lance de escada de 4 m. A alta concentração de material orgânico não permitiu que se detectassem grandes alterações na concentração de oxigênio dissolvido na ARC. O sistema constituído pela cascata de aeração apresentou coeficiente de eficiência de 0,078. O tempo de detenção ideal no tanque de recepção/detenção foi de 26 minutos. O sistema em operação proporcionou eficiência na remoção média de DQO de 28,9%. As remoções de sólidos totais, sólidos voláteis totais; sólidos suspensos totais, sólidos suspensos voláteis, nitrogênio total, fósforo total, potássio total e compostos fenólicos foram de 57,3; 71,6; 26,5; 17,2; 35,7; 62,5; 49,5 e 55,0%, respectivamente. A cascata de aeração mostrou ser uma importante alternativa para composição de sistemas de tratamento da ARC, tendo em vista que é um meio efetivo de tratamento aeróbio do material orgânico em suspensão. | Due to lack of technical information on the treatment of wastewater using cascade aeration systems, this work aimed to study the performance of this system in the treatment of the wastewater from washing and stripping/pulping coffee (CW). In addition, it sought to determine the coefficient of efficiency associated with cascade aeration system, evaluate the incorporation of dissolved oxygen and the system s ability to remove organic matter, nutrients (nitrogen, phosphorus and potassium) and phenolic compounds from CW. The experiment was assembled and conducted in the Waste Management Experimental Area of the Agricultural Engineering from the Federal University of Viçosa. The cascade aeration system was installed in a slope with an inclination of 30° and with a level difference of 4.14 m. The cascade consisted of 23 steps, with height, width and length of 0.18; 0.32 and 0.60 m respectively. At the end of the cascade was installed a container with 2 m³ volume. It was called reception/detention of the CW disposed on the ladder. After a detention time of 3 hours, the CW was transferred to another tank, called recirculation tank, where it was pumped for further recycling in the cascade. This recirculation was done three times a day and under constant flow rate of 1 L s-1. During the 30 days of operation of the treatment system it was used samples of CW collected at three different occasions and it was changed every 10 days of system. The experiment was conducted following a randomized block design, split plot in time, consisting of 3 blocks (3 samples CW). Regarding to the variable BOD, it was evaluated six main treatments (location in the cascade of CW) and four secondary treatments (recirculation time of CW: 0, 3, 6 and 9 days), totalizing 72 experimental units. As regards the analysis of changes in variable COD, it was evaluated six main treatments (location in the cascade of CW) and 10 secondary treatments (recirculation time: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9 days), totaling 180 experimental units. In this case, the experimental units were composed of samples collected each day, in pre-set points. To study the decay of dissolved oxygen concentration versus time in the receiving/holding tank , another experiment was conducted in a randomized design with 6 replications and 15 treatments (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 , 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28 minutes). In this evaluation, the experimental units were the rates of CW sampled every 2 minutes. With the cascade aeration system it was possible to incorporate an average of 0.2 mg L-1 of oxygen at each meter of stairs. The maximum percentage of oxygen saturation in the CW was 19.4% and it was obtained at flight of stairs at 4 m. The high concentration of organic material did not allow it to detect major changes in the concentration of dissolved oxygen in the CW. The system consisting of cascade aeration coefficient for efficiency of 0.078. The detention time in the tank for ideal reception/detention was 26 minutes. The system in operation provided average removal efficiency of COD was 28.9%. The removals of total solids, volatile solids, total suspended solids, volatile suspended solids, total nitrogen, total phosphorus, potassium and total phenolic compounds were 57.3; 71.6; 26.5; 17.2; 35.7; 62.5; 49.5 and 55.0% respectively. The cascade aeration proved to be an important alternative for the composition of treatment systems of CW, considering it is a very effective aerobic treatment of suspended organic material. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico