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- Fixação e libertação de Zn por musgos aquáticos (Fontinalis antipyretica L. ex. Hedw.)Publication . Martins, Ramiro; Boaventura, RuiA acumulação e posterior eliminação de zinco por uma briófita aquática- Fontinalis antipyretica L. ex Hedw.- foi estudada experimentalmente em laboratório, expondo a planta a quatro concentrações de zinco na gama, 1.0-5.0 durante o período de contaminação (144 horas), seguido dum período de descontaminação (120 horas) em contacto com água isenta de metal. As experiências foram conduzidas em tanques perfeitamente agitados e a luminosidade controlada, sendo usados musgos colhidos em Fevereiro de 1997, com concentração inicial de Zn de 263.5 em peso seco. Foi usado um modelo cinético de transferência de massa de 1ª ordem no ajuste dos dados experimentais por forma a determinar as constantes de acumulação e eliminação, e , a concentração de Zn no musgo no final do período de contaminação, , e as concentrações de equilíbrio no final dos períodos de contaminação e descontaminação, e , respectivamente.
- Biosorption of oxytetracycline from water using moringa oleífera shellsPublication . Olivera, Agustina de; Martins, RamiroPharmaceuticals as emerging contaminants have become a new threat to human life. Over the years, the amount of antibiotics and anti-inflammatory drugs has increased in rivers, lakes, oceans, and even in drinking water streams. The wastewater treatment plants (WWTPs) lack the necessary technology to remove a concentration within the range ng/l-mg/l and therefore, the need to develop effective, low cost and environmental friendly methods arise. Biosorption is a separation process, used in the area of Chemical Engineering, that follows the same fundaments of adsorption except for the use of biodegradable materials as adsorbent (biosorbent). This work focuses on studying the main optimal process conditions and the adsorption capacity of Moringa oleífera (MO) shells to remove Oxytetracycline (OTC). MO is recognized due to its anti-microbial, nutritional and coagulant properties; meanwhile, OTC is one of the most used antibiotics within the veterinary area.
- Chemical oxidation of fish canning wastewater by Fenton’s reagentPublication . Cristovão, Raquel; Gonçalves, Cristiana; Botelho, Cidália; Martins, Ramiro; Boaventura, RuiThe fish canning industry generates large volume of wastewater for which the treatment is particularly difficult due to the high content of organic matter and salts and to the significant amount of oil and grease they present. In this work, a closed jacketed batch reactor was used to study the feasibility of applying a Fenton reaction step after an activated sludge biological treatment. For this purpose and in order to find optimal conditions, a 33 Box-Behnken full factorial design was used. The predicted optimum value (64% DOC degradation) was found for hydrogen peroxide concentration of 1520 mg/L, iron concentration of 338 mg/L and pH 3.2.
- Indústria de conservas de peixe: caracterização e tratamento dos efluentesPublication . Pinto, Vítor H.; Cristóvão, Raquel; Martins, RamiroO não tratamento e o tratamento inadequado das águas residuais industriais diria que é um problema para os coletores públicos, bem como para as ETARs. Normalmente as indústrias alimentares não têm um tratamento adequado para as suas águas residuais. As indústrias conserveiras não fogem à regra e o tratamento que impõem aos seus efluentes antes da sua descarga para a rede pública é insuficiente relativamente aos teores de matéria orgânica, óleos e gorduras e salinidade que estas águas apresentam. Neste contexto, desenvolveu-se um estudo no Instituto Politécnico de Bragança em parceria com a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, com o objetivo de avaliar a tratabilidade e a biodegradabilidade das águas residuais de uma indústria de conservas de peixe em regime aeróbio e anaeróbio, analisando também a influência da quantidade de matéria orgânica, salinidade e das gorduras do efluente nestes mesmos testes. Para este estudo foram realizadas várias análises de forma a verificar a variabilidade deste tipo de efluentes através da recolha sazonal de amostras e de uma caracterização exaustiva. As amostras foram recolhidas entre novembro de 2013 e junho de 2014, tendo sido caracterizadas cerca de 20 amostras. Os principais resultados da caracterização efetuada permitem identificar uma relação direta entre a quantidade de poluentes (CQO, CBO, O&G, etc.) e a carga orgânica do efluente. Foi possível também verificar a elevada biodegradabilidade do efluente, na ordem do 59%, requisito importante, para tratar este tipo de águas residuais através de processos biológicos. Assim, foi possível concluir que os tratamentos biológicos são uma boa opção para tratar as águas residuais de uma indústria conserveira. De forma a decidir qual o melhor tratamento a aplicar, efetuaramse estudos de biodegradabilidade por respirometria, em meio aeróbio e anaeróbio. É de notar que foi em meio aeróbio que se verificaram os melhores resultados, com remoções da CQO de aproximadamente de 70% e com velocidades de degradação de 5524 mg O2.g1 CQO.d-1 enquanto nos testes em meio anaeróbio a eficiência de remoção foi de 17%, com uma velocidade de degradação na ordem dos 57 mg O2.g-1 CQO.d-1.
- Bioacumulação de poluentes metálicos (CD2+) por briófitas aquáticas fontinalis antipyreticaPublication . Martins, Ramiro; Boaventura, RuiO objectivo deste trabalho é compreender em termos quantitativos e qualitativos a acumulação e libertação de Cd(II) em solução aquosa, por uma briófita aquática - Fontinalis antipyretica – na perspectiva duma aplicação quer na biomonitorização de cursos de água, quer na descontaminação de efluentes industriais. A acumulação de cádmio e posterior eliminação pelo musgo foi estudada em laboratório expondo as plantas a diferentes concentrações de cádmio na gama, 0,5 – 2,5 mg l-1, durante um período de contaminação de 144 h, e então expostas a água isenta de metal durante um período de descontaminação de 192 h. Um modelo cinético de transferência de massa de primeira ordem foi ajustado aos dados experimentais.
- Tratamento de efluente agroindustrial em reator UASB com valorização energéticaPublication . Mansano, Tatiane; Paulista, Larissa Oliveira; Boaventura, Rui; Martins, RamiroO acelerado crescimento da população traz consigo um aumento na geração de efluentes agroindustriais. A descarga inadequada desses efluentes afeta significativamente a qualidade dos recursos hídricos. Dessa forma, torna-se imperioso investir em processos de tratamento dos efluentes agroindustriais, em particular processos de baixo custo. Nesse contexto, o presente estudo compreende a concepção e construção de um reator UASB e otimização do tratamento por digestão anaeróbia do efluente bruto da produção de castanha pela empresa agroindustrial Sortegel. A eficiência do sistema foi avaliada mediante a determinação/monitorização dos parâmetros Carência Química de Oxigênio (CQO), Carência Bioquímica de Oxigênio (CBO5), Sólidos Suspensos Totais (SST), taxa de produção e qualidade (% de metano) do biogás. O reator foi alimentado durante 25 semanas e operado em condições mesofílicas (temperatura 30-40ºC). Foram testados diferentes valores para o tempo de retenção hidráulica (HRT) e caudal volumétrico (QV): 0,66 d (QV=1509 L.m-3.d-1); 1,33 d (QV=755 L.m-3.d-1); 2,41 d (QV=415 L.m-3.d-1). A eficiência média de remoção de CQO alcançou valores de 69%, 82% e 75%, respetivamente e, simultaneamente, a eficiência de remoção de CBO5 associada foi de 84%, 91% e 70%. Relativamente ao teor de SST, os valores de remoção foram 78%, 94% e 63%. A taxa de produção de metano situou-se entre 2500 e 4800 L.CH4.kg-1 CQO removido d-1. Para o conjunto dos tempos de retenção hidráulico testados, foram registadas elevadas concentrações de metano no biogás gerado: 66 - 75%, 70% e 75% para HRT de 0,66, 1,33 e 2,41 dias, respetivamente.
- Ultrasound as pretreatment in biogas production from crude glycerolPublication . Zschacl, Lis; Kreutz, Cristiane; Martins, RamiroAir pollution, acid precipitation, ozone depletion and the gaseous emissions to the atmosphere are associated to the petroleum derivate use, currently considered the main energy source used in the world. Renewable energy sources are expected to replace them in order to solve these environmental concerns. Biofuels as biodiesel and biogas are renewable energy produced from natural matter. Studies made suggest that using the principal by-product of biodiesel’s production process, crude glycerol, is possible to obtain biogas. Biogas can be produced from an anaerobic digestion process and enhanced by using pretreatment in substrate. This work tested ultrasound pretreatment on crude glycerol as a substrate in the biogas production. Different times of pretreatment (15 and 30 minutes) were examined, to determinate the best performance and compare it to the untreated substrate. The biogas production was daily measured directly from the reactors. The results showed that ultrasound pretreatment improved methane production. The best result was obtained by using 30 minutes of pretreatment on crude glycerol.
- Effect of ultrasound in crude glicerol as pretreatment for methane productionPublication . Zschach, Lis Geraldine; Giacon, Mariana Ferrari; Afonso, Maria João A.P.S.; Kreutz, Cristiane; Martins, RamiroAs global energy supply is based on petroleum derivate, scarcity of natural sources and environmental concerns are problems associated to the energy supply as well as the increasing demand. Renewable energy sources can replace this conventional energy source and decrease the environmental emissions.. In this work is going to be evaluated the effect of ultrasound pretreatment on crude glycerol from biodiesel production process to improve the methane production from biogas in an anaerobic digestion process. Different times of pretreatment are going to be examined 10, 15 and 30 minutes to determinate the best performance and compare it to the untreated substrate. The results showed that ultrasound pretreatment improved methane production by using 30 minutes of treatment on crude glycerol.
- Pollution prevention and wastewater treatment in fish canning industries of Northern PortugalPublication . Cristovão, Raquel; Martins, Ramiro; Boaventura, RuiThe main environmental problems of fish canning industries are high water consumption and high organic matter, oil and grease and salt content in their wastewaters. This work aims to analyze the situation (water consumption, wastewater production, wastewater characterization, etc.) of different plants located north of Douro river, in Portugal, in order to propose various solutions to their problems. Thus, initially it was made an identification and implementation of prevent and control pollution measures within the industrial units in order to reduce water consumption, minimize the wastewater production and reduce the pollutant load to treat. Then, the evaluation of wastewater treatability was started through a sedimentation and coagulation-flocculation process, with two organic coagulants (RIPOL 070 and RIFLOC 1815), commonly used in wastewater treatment. Sedimentation experiments showed that the flotation of 54% of oils and greases occurred, and 36% of total suspended solids were removed. The coagulation-flocculation process gave good results, especially in terms of oil and grease and total suspended solids removal. The best suspended solids removal efficiencies were 53% and 79%, using 400 mg/L of RIPOL 070 and 150 mg/L of RIFLOC 1815, respectively. At these dosages, both coagulants demonstrated excellent oil and grease removals, about 99% for RIFLOC 1815 and 88% for RIPOL 070.
- Cadmium uptake by algal biomass in batch and continuous (CSTR and packed bed column) adsorbersPublication . Vilar, Vítor J.P.; Santos, Sílvia; Martins, Ramiro; Botelho, Cidália; Boaventura, RuiIn this work, the properties of marine algae Gelidium, algal waste from agar extraction industry and a composite material were investigated for cadmium(II) biosorption. Equilibrium experiments were performed at three pH values (4, 5.3 and 6.5). Equilibrium data were well described by the Langmuir and Langmuir–Freundlich isotherms. Two models predicting the pH influence in the cadmium biosorption (discrete and continuous models) have been developed in order to better describe the equilibrium. The continuous model also considers a heterogeneous distribution of carboxylic groups, determined by potentiometric titration. The results of batch kinetic experiments performed at different pH values were well fitted by two mass transfer models and the homogeneous diffusion coefficients for the cadmium ions inside the biosorbentwere obtained. Continuous stirred tank reactor (CSTR) and packed bed column configurationswere also examined for the biosorption of cadmium ions. A strong acid (0.1MHNO3)was used as eluant to regenerate the biosorbents in the column. Several mass transfer models were applied with success to describe the biosorption process in batch mode, CSTR and fixed bed column.