Tecnologias de tratamento de efluentes: análise, otimização e controle

- Controle baseado em Redes Neurais Artificiais, aplicado a um sistema de tratamento híbrido e sustentável de efluente têxtil
O presente projeto prevê a aplicação de um sistema híbrido, composto pela eletrofloculação e a adição de coagulante natural à base de Moringa oleífera, operando em regime contínuo, com o diferencial da energia elétrica utilizada ser proveniente da conversão de energia solar, e, além disso, a otimização dos recursos energéticos ser obtida pelo controle de processos, baseado em uma poderosa ferramenta de processamento de dados, as Redes Neurais Artificiais, agregando robustez ao controlador frente às oscilações na carga poluente afluente, o que proporcionará a minimização das perdas em energia.

- Síntese e utilização de nanopartículas e filmes poliméricos com nanopartículas incorporadas para remoção seletiva de poluentes contidos em águas superficiais e subterrâneas
O presente trabalho tem por objetivo sintetizar três tipos de sistemas:
i) nanopartículas (NPs) revestidas com polímeros que podem ser catiônicos e aniônicos, dependendo do pH do meio;
ii) NPs revestidas com surfactantes catiônicos, aniônicos e zwiteriônicos; e
iii) NPs recobertas com polímeros e incorporadas em filmes poliméricos. Esses materiais serão avaliados quanto à sua capacidade em atuar como adsorventes seletivos na remoção de espécies químicas contaminantes de água.

- Dimensionamento de módulo fotovoltaico para utilização como fonte de energia para a técnica de elefrofloculação
Obtenção da energia elétrica a partir da energia solar obtida com sistema de células fotovoltaícas e sua utilização na técnica de eletrofloculação para o tratamento de um efluente industrial. O objetivo principal do projeto é configurar um sistema de módulos fotovoltaicos ligado ao sistema de baterias para utilização da energia como fonte de alimentação na técnica de EF.

- Biossorventes alternativos aplicados na remoção de corantes têxteis
As indústrias têxteis são grandes consumidoras de água e de corantes, geradoras de efluentes volumosos com elevada carga orgânica e de sólidos suspensos, elevado teor de sais inorgânicos, pH variável, presença de surfactantes e compostos orgânicos clorados. As variações em seu processamento e a variedade de produtos utilizados, especialmente os corantes sintéticos, tornam o efluente complexo e de difícil tratamento. Esses corantes, sintéticos e com estruturas complexas, são considerados extremamente perigosos devido sua toxicidade e por apresentarem baixa taxa de biodegradabilidade quando tratados por sistemas biológicos. Numerosos processos físico-químicos têm sido propostos para o tratamento desse tipo de efluente, destacando a precipitação, coagulação, floculação, adsorção e oxidação, além do uso de tecnologias de membranas. Processos que nem sempre são viáveis técnica ou economicamente, por não alcançarem a eficiência desejada e/ou terem um custo muito elevado. Nesse contexto, a biossorção se apresenta como uma alternativa viável economicamente em substituição a adsorção convencional, propondo a utilização de biomassas de origem vegetal e resíduos agroindústrias, sendo ambos, abundantes, com baixo custo, alta seletividade e eficiência.

- Modelagem, Simulação, Otimização e Controle de um reator eletroquímico híbrido para tratamento de efluentes
Este projeto engloba diversos planos de trabalho, entre os quais é possível destacar: Avaliação da cinética de um reator híbrido destinado a remoção do corante Reativo Azul 5G de soluções aquosas; Comparação de desempenho de um reator eletroquímico sob diferentes arranjos de eletrodos; Modelagem fenomenológica de um reator eletroquímico para remoção do corante reativo Azul 5G de solução sintética.

- Compostos orgânicos naturais como alternativa para coagulação e floculação de efluentes
Nos processos físico-químicos empregados para o tratamento de águas e efluentes líquidos industriais são usados vários agentes químicos, na coagulação/floculação os principais agentes utilizados são sais coagulantes à base de ferro ou alumínio, esses coagulantes são compostos inorgânicos não biodegradáveis e por isso se tornam um problema para os sistemas de tratamento. Além disso, muitas vezes são utilizados como auxiliares do processo coagulação, polieletrólitos (aniônicos, catiônicos ou não iônicos), com a finalidade de aumentarem a velocidade de sedimentação dos flocos e a resistência às forças de cisalhamento.

Contudo, esses polímeros sintéticos, também apresentam riscos à saúde por não serem biodegradáveis. Uma alternativa, visando a redução do risco gerado pelo lodo químico produzido nesses processos e a consequente redução da poluição ambiental, é a substituição desses agentes químicos, contendo sais de ferro e alumínio, por polímeros orgânicos que são biodegradáveis, não-tóxicos e que geram um menor volume de lodo com menor teor de metais. Assim, a presente pesquisa busca avaliar a capacidade de coagulação e floculação de biomassas oriundas de sementes, cascas e frutos das espécies acácia-branca (Moringa oleífera), acácia-negra (Acacia decurrens), mamona (Ricinus communis), maracujá (Passiflora sp), chia (Salvia hispanica L.), quiabo (Abelmoschus esculentus), dentre outras, visando à redução parâmetros como cor, turbidez e sólidos em águas residuárias agroindustriais.

SUBPROJETOS FINALIZADOS

- Obtenção do Extrato Aquoso da Semente de Moringa Oleífera por Diferentes Técnicas e Caracterização por Métodos Cromatográficos e Espectroscópicos.
- Observação da microfauna no processo de nitrificação em reator operado em bateladas sequenciais (RBS).
- Avaliação da eficiência dos Reatores e Lagoas no tratamento de efluentes de esgoto sanitário.
- Biodigestor de fluxo contínuo aplicado na digestão de resíduos sólidos e efluentes líquidos provenientes de abatedouro e frigorífico de suínos.