Browsing by Author "Lima, Diego Roberto Sousa"

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    Avaliação da remoção de fármacos e de desreguladores endócrinos em águas de abastecimento por clarificação em escala de bancada.
    (2014) Lima, Diego Roberto Sousa; Afonso, Robson José de Cássia Franco; Libânio, Marcelo; Aquino, Sergio Francisco de
    In this work, the efficiency of clarification treatment (coagulation, flocculation and sedimentation) with polyaluminum chloride (PAC) and aluminum sulfate (SA) as coagulants was evaluated in the removal of 7 microcontaminants (diclofenac - DCF, sulfamethoxazole - SMX, ethinylestradiol - EE2, bisphenol-A - BPA, estradiol - E2, estrone - E1 and estriol - E3) in water of low and high turbidity. The clarification treatment led to poor removal rates (40% at most) for all microcontaminants except SMX which exhibited intermediate removal efficiency (67 to 70%). Overall, PAC application yielded better performance compared to SA.
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    Avaliação de rotas tecnológicas para o aproveitamento energético do bagaço de cana-de-açúcar.
    (2018) Lima, Diego Roberto Sousa; Aquino, Sergio Francisco de; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Aquino, Sergio Francisco de; Zaiat, Marcelo; Santos, Alexandre Soares dos; Silva, Silvana de Queiroz; Santiago, Aníbal da Fonseca; Gurgel, Leandro Vinícius Alves
    Inserido no contexto de biorrefinaria lignocelulósica, o presente trabalho avalia o potencial energético e econômico do bagaço de cana-de-açúcar oriundo do tradicional processo de produção de etanol 1G e açúcar. Para tanto, o bagaço de cana residual foi pré-tratado com ozônio visando à produção de etanol 2G, integrada com o aproveitamento energético dos principais resíduos desse processo (bagaço de cana residual da etapa de hidrólise enzimática e extrato alcalino do pré-tratamento). Para tanto, foram estudadas possibilidades de maximização da produção de etanol 2G a partir do bagaço de cana ozonizado e de biogás a partir dos principais resíduos desse processo. No tocante ao biogás, foram testadas adaptações no inóculo anaeróbio, melhorias na relação C/N e co-digestão com biomassa algal; além de processos de digestão anaeróbia em um (DA-1E) e em dois estágios (DA-2E). Para a produção de etanol 2G otimizou-se, por meio de planejamento experimental, o pré-tratamento do bagaço de cana com ozônio seguido (O3 + EA) ou não (O3) de extração alcalina considerando três variáveis respostas (deslignificação, eficiência de hidrólise enzimática e produção teórica de etanol 2G). Para cada pré-tratamento otimizado (O3 e O3 + EA) foram realizados ensaios fermentativos visando à produção experimental de etanol 2G. Os resultados experimentais obtidos mostram que a maximização da produção de biogás foi alcançada melhorando a relação C/N pela fortificação do inóculo anaeróbio (UASB) com estrume bovino (UASB-FBM). Alimentado com bagaço bruto tal inóculo produziu 143 NLCH4/kgSVbagaço (aumento de 67 %), durante 100 dias de monitoramento. A co-digestão do bagaço de cana com biomassa algal favoreceu ainda mais (aumento de 99%) a produção de biogás (195 NLCH4/kgSVbagaço). Já em relação à produção de etanol 2G, o pré-tratamento do bagaço com apenas ozônio (sem EA), sob condições brandas (7,5 mgO3/gB), resultou na maior produção de etanol 2G (30 mLetanol/kgB), correspondendo a uma receita de 17 USD/tB com a sua venda. Para esse pré-tratamento (O3), o aproveitamento da energia elétrica gerada, via sistema CHP, a partir do aproveitamento dos resíduos da produção de etanol não gerou lucro, mas cobriu os gastos energéticos do pré-tratamento sem geração de energia elétrica excedente. A ozonização do bagaço seguida da etapa de extração alcalina (O3 + EA) propiciou as maiores produções de etanol 2G (66 mL/kgB), que foram alcançadas utilizando-se condições mais severas de ozonização (97,5 mgO3/gB). Além de acarretar em maior produção de etanol 2G, a etapa de EA favoreceu o aproveitamento energético dos resíduos gerados (líquidos e sólidos), o que permitiu cobrir os custos do pré-tratamento. Apesar da condição severa do pré-tratamento O3 + EA levar a um elevado consumo de energia, a venda do etanol gerado proporcionou um saldo de 37 USD/tB. Por fim, as condições brandas do pré-tratamento (O3 + EA) permitiram a sustentabilidade do processo, pela geração, via CHP, de energia elétrica excedente (~30MW/safra) que tem potencial para abastecer uma população de aproximadamente 320.000 habitantes durante a safra.
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    Fármacos e desreguladores endócrinos em águas brasileiras : ocorrência e técnicas de remoção.
    (2017) Lima, Diego Roberto Sousa; Tonucci, Marina Caldeira; Libânio, Marcelo; Aquino, Sergio Francisco de
    As ações antrópicas têm fomentado a presença de diversos microcontaminantes nos corpos d’água. Desses, mais recentemente, os fármacos e os desreguladores endócrinos têm chamado a atenção da comunidade científica acerca da crescente exposição dos corpos d’água a esses fármacos e desreguladores. As fontes de contaminação englobam produtos de limpeza e higiene pessoal, fármacos de diversas classes, hormônios naturais e seus subprodutos, além de diversas substâncias aplicadas na produção de plásticos e resinas, presentes nos esgotos sanitários, lixiviados de aterro e efluentes industriais. Nessa perspectiva, o artigo presta-se a compilar os dados de ocorrências desses microcontaminantes em águas brasileiras naturais e tratadas assim, como a discutir a eficiência de diferentes técnicas de tratamento de água na remoção de tais contaminantes.
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    Integrated production of second-generation ethanol and biogas from sugarcane bagasse pretreated with ozone.
    (2022) Lima, Diego Roberto Sousa; Paranhos, Aline Gomes de Oliveira; Herrera Adarme, Oscar Fernando; Baêta, Bruno Eduardo Lobo; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Santos, Alexandre Soares dos; Silva, Silvana de Queiroz; Aquino, Sergio Francisco de
    Considering the lignocellulosic biorefinery, the present work evaluated the energy potential related to biogas production from the anaerobic digestion (both at one- and two-stage) of the main residues derived from sugarcane bagasse (SB) pretreatment with ozone aiming its further use for 2G ethanol. The results showed that 2G ethanol production was maximized under mild ozonation conditions (7.5 mgO3 gSB−1 ), generating 30 L ethanol tonSB−1 , which corresponds to a revenue of 17 USD tonSB−1 with sale. Despite not leading to profits, the use of electric energy generated through CHP system (by burning the biogas produced at two- stage anaerobic digestion) covered the energy costs involved in SB ozonation. A combined pretreatment consisting of SB ozonation followed by alkaline extraction (AE) provided the highest 2G ethanol production (66 L tonSB−1 ) under the most severe conditions (97.5 mgO3 gSB−1 ), and resulted in 37 USD tonSB−1 with ethanol sale. Despite this, process sustainability was only achieved when the anaerobic digestion of main residues was taken into account and the combined O3+AE was used under the mildest SB ozonation. At these conditions, the surplus energy (~ 30 MW per harvest) had the potential to supply about 320,000 inhabitants during the crop harvest.
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    Methane and hydrogen production from anaerobic digestion of soluble fraction obtained by sugarcane bagasse ozonation.
    (2017) Herrera Adarme, Oscar Fernando; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Lima, Diego Roberto Sousa; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Aquino, Sergio Francisco de
    In the present study, the ozonation of sugarcane bagasse (SB) at different operational conditions (pH, time, liquid-to-solid ratio (LSR)) was evaluated with the aim of generating a soluble liquid fraction (SLF) suitable for biogas production (CH4 and H2) via anaerobic digestion and a solid fraction prone to enzymatic hydrolysis and 2G ethanol production. The SLFs obtained were characterized for sugars, total organic carbon (TOC), soluble lignin, furans and other components identified by GC/MS. The results showed that it was possible to solubilize 45.2% of lignin, 48.3% of hemicelluloses and 40.7% of cellulose with the use of ozone (8 mg min−1) at pH 11 for 15 min, employing a LSR of 13.3 mL g−1. The best results of biochemical methane potential (BMP) and biochemical hydrogen potential (BHP) were 2.6 Nm3 of CH4 and 0.18 Nm3 of H2 per kg of TOC, respectively. An energy balance for the best pretreatment conditions indicates that the combustion of such biogas led to an energy surplus of 0.1 MJ kg−1 SB for methane and to an energy deficit of 0.191 MJ kg−1 SB for hydrogen. Potentially inhibitory compounds for anaerobic digestion such as oxalic acid, butanal, xylitol, furanone, benzaldehyde, d-erythrotetrofuranose, d-erythro-pentofuranose and 2,5-furandione were identified in the hydrolysates, which negatively affected the anaerobic digestion and the energy balance. Nevertheless, the energy generated from the hydrolysates (as biogas) and from the ozonized solid fraction (as 2G ethanol) offsets the ozonation energy input and led to positive energy balance.
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    Oxidação de fármacos por cloro e formação de subprodutos em águas naturais.
    (2022) Souza, Brígida Prieto de; Quaresma, Amanda de Vasconcelos; Lima, Diego Roberto Sousa; Almeida, Marys Lene Braga; Afonso, Robson José de Cássia Franco; Aquino, Sergio Francisco de; Libânio, Marcelo
    Neste estudo foi avaliada a remoção de sulfametoxazol, diclofenaco e 17β-estradiol em água natural por meio da oxidação com cloro. As concentrações iniciais dos microcontaminantes, bem como o tempo após a aplicação do cloro, apresentaram diferenças significativas na remoção dos compostos de interesse. As águas naturais foram submetidas ao tratamento por clarificação seguido da pós-cloração, e os resultados revelaram que a melhor eficiência de remoção, com dosagem de cloro de 2,0 mg.L-1 foi da ordem de 58%, 54% e 67% para diclofenaco, 17β-estradiol e sulfametoxazol, respectivamente. O aumento da dose de cloro (3,0 mg.L-1), para tempo de contato de 60 min, não resultou em maior remoção dos microcontaminantes (69% para diclofenaco, 49% para 17β-estradiol e 9,4% para sulfametoxazol). A formação de subprodutos foi observada para os microcontaminantes sulfametoxazol e 17β-estradiol, e não evidenciada para o diclofena- co, o qual apresentou um dos maiores valores de remoção por meio da oxidação com o cloro.
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    Oxidação de fármacos por cloro e formação de subprodutos em amostras aquosas em escala de bancada.
    (2018) Souza, Brígida Prieto de; Lima, Diego Roberto Sousa; Aquino, Sergio Francisco de; Quaresma, Amanda de Vasconcelos; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Libânio, Marcelo
    Fármacos e desreguladores endócrinos são encontrados em águas naturais brasileiras, incluindo alguns mananciais de abastecimento, também em função da baixa cobertura de coleta e tratamento de esgotos no Brasil. Nesse cenário, o presente trabalho intentou avaliar a remoção de três fármacos - sulfametoxazol (SMX), diclofenaco (DCF) e 17β-estradiol (E2) - em água destilada por meio da oxidação com cloro (hipoclorito de sódio), variando-se a dose de cloro e o tempo de contato em ensaios de batelada. As soluções cloradas foram analisadas, ainda, por cromatografia acoplada à espectrometria de massas para identificação de eventuais subprodutos de oxidação. Para tempo de contato de 10 min e dose de cloro de 1,5 mg.L-1, foi observada remoção média de 61% para DCF, 36% para E2 e 33% para SMX. Apenas para o DCF verificou-se diferença estatisticamente significativa (α=0,05) para dose de cloro de 3,0 mg.L-1. A oxidação seguiu modelo cinético de pseudossegunda ordem, com valores de k2 de 0,0168 L.µg.min-1 para SMX (para ambas doses testadas), de 0,0133 e 0,0798 L.µg.min-1 para DCF, e de 0,0326 e 0,0289 L.µg.min-1 para E2, para doses de cloro de 1,5 e 3,0 mg.L-1, respectivamente. Por fim, verificou-se que o aumento do tempo de contato favoreceu a oxidação dos fármacos, ainda que com a perspectiva de formação de subprodutos para SMX e E2.