Loading...
31 results
Search Results
Now showing 1 - 10 of 31
- 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.
- 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.
- 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.
- Desempenho de reator UASB no tratamento de efluente da indústria de lacticíniosPublication . Maria, Juliana Salomão; Leitão, Anabela; Martins, RamiroA descarga de águas residuais sem tratamento nos ecossistemas aquáticos ainda é bastante frequente nos países em desenvolvimento, como é o caso de Angola. A aplicação de um reator de leito de lamas de escoamento ascendente (UASB – Upflow Anaerobic Sludge Blanket) apresenta-se como uma alternativa viável a ser adoptada, atendendo às características do efluente doméstico/industrial a tratar e as necessidades económicas locais. Neste contexto, desenvolveu-se um estudo com uma tecnologia de tratamento anaeróbio usando um reator UASB, analisando a sua eficácia relativamente à remoção de matéria orgânica e sólidos, avaliando a aplicação de diferentes cargas volumétricas, sob condições próximas das reais, numa instalação piloto laboratorial. O reator UASB foi construído em PVC com configuração em "Y" e volume útil de 12 L. Registaram-se eficiências de remoção de 76%, 79% e 88% para CQO, CBO5 e SST, respetivamente.
- Leather tanning sludge in cement mortar: Sustainable valorisationPublication . Martins, Ramiro; Cabral, Rafaela Mulinari; Pietrobelli, Juliana Martins TeixeiraThis study aims to investigate the valorisation of sludge from Leather Tannery Wastewater Treatment Plants (LTWWTP) by incorporating it into cement mortars. Theoretical framework: The substantial quantity of waste generated by industries coupled with the scarcity of natural resources calls for the analysis, development, and implementation of treatment methods to recover and reuse materials, thereby minimising the environmental impact of waste disposal. The leather tanning industry, a significant polluter due to its use of hazardous and heavy materials, requires sustainable solutions for waste management. One promising approach is the incorporation of waste into cementitious matrices. Method: Three scenarios were examined: low-moisture sludge, ash obtained via incineration, and wet oxidation. Test specimens were prepared with varying proportions of cement replacement (0, 3, 5, 7, and 10%), and their flexural and compressive strengths were evaluated. Additionally, chemical analyses were conducted to assess solubility. Results and Conclusion: The results indicate that sludge can be used in small proportions without compromising the mechanical strength of the mortar. Substituting 10% cement with ash using the INC-2 incineration method improved mortar quality, exhibiting a higher compressive strength of 41 MPa and minimal water absorption (3.28%). Research implications: Drawing from these promising findings, it can be confidently asserted that utilising WWTP sludge in mortar is a practical, eco-conscious solution for civil construction. Furthermore, it is a pivotal step towards addressing the challenge of hazardous sludge disposal. Originality/value: The findings from this research will contribute to sustainable waste management practices and pave the way for responsible and eco-friendly utilisation of industrial waste in cementitious materials, thus minimising environmental burdens.
- Partial replacement of cement by sewage treatment plant sludge in eco-friendly cement mortarPublication . Martins, Ramiro; Pietrobelli, Juliana Martins Teixeira; Grabowski, Thais Theomaris dos SantosAiming to create alternatives for the disposal of sludge generated in wastewater treatment plants (WWTP) considering the circular economy principles and contributing to the reduction of environmental impacts generated by civil construction, the objective of this work was to evaluate the technical feasibility of the partial replacement of cement in the production of mortars by the sludge produced at the Bragança WWTP. The sludge was characterised, and different methods were used to prepare the sludge for the mortar. The sludge was incorporated by replacing part of the concrete mass of the mortar mixture. The specimens were tested for compressive strength. The specimen with 7% of sludge ash obtained the best result, the specimens with sludge from the drying-only treatments showed a result similar among themselves. The incorporation of the sludge resulted in mortars within the specification of the standard EN 998-1: 2018 and consequently have technical feasibility.
- Avaliação do uso de coagulantes naturais da semente de moringa oleifera na desidratação de lamas do tratamento de águas residuaisPublication . Martins, Ramiro; Higawa, Gustavo EijiA água é um dos recursos naturais mais vitais para o desenvolvimento da humanidade, estando presente no dia a dia de todas as pessoas das mais variadas formas, e a sua qualidade depende da maioria das atividades humanas, de referir a descarga de águas residuais sem tratamento ou parcialmente tratados, que causam problemas ao meio ambiente e à saúde humana. Para evitar estes problemas estes efluentes devem ser direcionados para estações de tratamento de águas residuais para poderem retornar à natureza. Durante o processo de tratamento há a produção de lamas, que face ao seu volume e características têm de ser tratadas antes da sua deposição. Um dos processos mais importantes no tratamento de lamas é o processo de desidratação, cuja eficácia é melhorada mediante o uso de coagulantes. Sendo os químicos à base de ferro e alumínio, mas devido ao custo de produção e os impactos causados no ambiente resultantes do seu uso, estes têm perdido a sua popularidade. Neste cenário o uso de Moringa oleífera como substituto tem ganhado força, por possuir menor custo, ter menor impacto ambiental e por ter apresentado resultados equivalentes ao dos condicionantes químicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar duas formas de preparação do coagulante a partir de sementes de Moringa oleífera: pó da semente, sem e com extração prévia do óleo, em solução de NaCl 1M, MO-NaCl e MOE-NaCl, respetivamente, e comparar a eficácia com o sulfato de alumínio (Al2). O experimento foi feito extraindo o coagulante das sementes, para ser usado em ensaio de coagulação usando o equipamento de jar test, para então passar as colunas de desidratação, variando quer a concentração do coagulante (5, 10, 25 e 50 mL/Llama,), quer a altura da lama na coluna (10, 20 e 40 cm), para verificar as condições ideais. Os parâmetros analisados foram a concentração de sólidos na lama espessada, turvação do filtrado e taxa de drenagem. Os resultados mostram que o coagulante MOE-NaCl, proporcionou um melhor desempenho relativamente aos outros dois coagulantes em termos da concentração de sólidos, sendo que o máximo valor apresentou um aumento de 2146%, além disso, todos os coagulantes apresentaram comportamento semelhante com relação à altura da lama utilizada, à medida que o a altura há uma menor eficiência no processo de coagulação. Os coagulantes naturais, MO-NaCl e MOE-NaCl, apresentaram tenderam a apresentar maiores valores de turbidez, com exceção na altura de 20 cm e concentração de 5 mL/Llama do coagulante MO-NaCl, que apresentou o menor valor de turbidez, de 11 NTU. E a taxa de drenagem teve melhorias significativas com o uso do coagulante MOE-NaCl e Al2 para as alturas de 20 e 40 cm. Em vista dos resultados é possível concluir que o uso do coagulante MOE-NaCl como condicionante, possui maior potencial como substituto do coagulante químico sulfato de alumínio, apresentando maior concentração de sólidos e taxas de drenagem equiparáveis, mas o coagulante apresenta piore resultados para remoção de turbidez do filtrado, tornando necessário estudos mais aprofundados para melhorar ainda mais o desempenho deste coagulante.
- Briófitas aquáticas na biossorção de iões metálicos numa coluna de enchimentoPublication . Martins, Ramiro; Faria, Carminda; Alves, LibâniaO presente estudo foi desenvolvido com o objectivo de analisar a remoção de um metal tóxico (chumbo) por briófitas aquáticas. A capacidade de remoção de chumbo e posterior libertação usando um musgo aquático - Fontinalis antipyretica – foi estudada experimentalmente em laboratório utilizando duas colunas de enchimento. Foram realizadas experiências com soluções de metal simples a fim de estudar o efeito de parâmetros como a quantidade de biossorvente, o caudal de alimentação à coluna, a concentração da solução de metal e o pH inicial da solução aquosa. Foram obtidos perfis de “breakthrough” no estudo dos diferentes parâmetros. Para as experiências realizadas constatou-se que a capacidade de acumulação do biossorvente diminui com o aumento da concentração da solução de chumbo e do caudal, enquanto que um aumento do pH e da altura do enchimento conduz a resultados contrários. O material utilizado foi regenerado usando uma solução de ácido nítrico 0,1 M após saturação do mesmo em estudos de adsorção. É importante regenerar o biossorvente para recuperar os iões metálicos, caso o seu valor comercial o justifique, assim como para a sua reutilização em processos de biossorção consecutivos. O modelo de Thomas linearizado e não linearizado, foi ajustado aos dados experimentais, com a finalidade de se obterem os parâmetros k (constante de velocidade de Thomas ) e q0 (capacidade máxima do soluto na fase sólida), tendo sido obtidos resultados satisfatórios.
- Mining waste as an eco-friendly adsorbent in the removal of industrial basazol yellow 5G dye and incorporation in mortarsPublication . Hawerroth, Mariane; Pereira, Eduardo; Almeida, Lariana N.B. de; Martins, Ramiro; Pietrobelli, Juliana Martins TeixeiraThe circular economy seeks to better use materials and minimize waste generation. This article evaluated the use of granite rock powder, a mining residue, as an adsorbent for the Basazol Yellow 5G (BY5G) dye and the reuse of the residue generated by the by treating this effluent in construction products. Characterization of the adsorbent material by N2 physisorption indicated a surface area of 1514 m2 g−1. Energy-dispersive spectrometry (EDS) and X-ray diffraction (XRD) confirmed the presence of silica in the sample and the absence of amorphous halos. The kinetic study showed a removal of approximately 98% at 298 K, and the pseudo-second-order model obtained the best fit. The adsorption isotherm satisfied the Langmuir model and was consistent with the L-type isotherm. The negative value of the Gibbs energy (ΔG°) and the positive value of the enthalpy (ΔH°) indicate that the process is spontaneous and endothermic. The activation energy (Ea) indicates the occurrence of chemical adsorption. The desorption rate was low for the adsorbate, demonstrating the possibility of using residual adsorbent material as a filler in mortar and concrete. The material did not exhibit pozzolanic characteristics and, even after adsorption, it showed favorable results when replacing 10% of the cement with GRP viable for use in civil construction even after the adsorption process.
- Finding a suitable treatment solution for a leachate from a non-hazardous industrial solid waste landfillPublication . Barbosa Segundo, Inalmar D.; Martins, Ramiro; Boaventura, Rui; Silva, Tânia F.C.V.; Moreira, Francisca C.; Vilar, Vítor J.P.The current study aimed at tackling the lack of effective treatment solutions for leachates from industrial solid waste landfills (ISWLs) through the development of a treatment train for a non-hazardous ISWL (NHISWL) leachate with low/moderate content of organics and salts and low biodegradability. The following technologies were tested: (i) coagulation using ferric chloride (FeCl3) or aluminium sulphate (Al2(SO4)3), (ii) biological oxidation, and (iii) chemical and electrochemical advanced oxidation processes (AOPs/EAOPs), including photo-Fenton oxidation using ultraviolet C (UVC) or ultraviolet A (UVA) radiation (PF-UVC or PF-UVA), anodic oxidation (AO), ozonation process and ozone (O3)-based processes. The best multistage treatment strategy included: (i) coagulation with FeCl3 for partial removal of organics (with direct impact on colour, odour and turbidity removal and biodegradability enhancement) and phosphorous, (ii) PF-UVC process for recalcitrant organics oxidation (with direct impact on colour and odour removal and biodegradability enhancement) coupled to a clarification step for removal of suspended solids, turbidity, iron and phosphorous, and (iii) biological process for removal of the generated biodegradable organics and of nitrogen compounds. Upon treatment, the NHISWL leachate fulfilled European and Portuguese requirements for discharge into aquatic systems, except for ammonium (and consequently for total nitrogen), pointing to the need to change the biological process conditions or add an air stripping step. The application of coagulation before the PF-UVC process has proved to be crucial for the fulfilment of the legislation requirements.