Aplicação da coagulação como pré-tratamento para lixiviados de aterro sanitário seguido de fotocatálise heterogênea e adsorção de corante azo por biocarvão de resíduos de madeira
| Autor: | KELM, Miguel Antônio Pires |
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| Přispěvatelé: | MOTTA SOBRINHO, Maurício Alves da, SALES, Deivson Cesar Silva |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2019 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFPE Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) instacron:UFPE |
| Popis: | CAPES Na primeira etapa deste trabalho foram utilizados um biocoagulante a base de Moringa oleifera e o coagulante inorgânico policloreto de alumínio aplicados ao tratamento do lixiviado de aterro sanitário. Para determinar a melhor condição de uso dos coagulantes, foi realizado um planejamento fatorial 2³ em duplicata com ponto central, em que as variáveis indepententes foram: dosagem, pH e velocidade de mistura rápida. As variáveis dependentes avaliadas foram a remoção de cor, de turbidez e de DQO. Com o uso do biocoagulante, na condição ótima determinada pelo planejamento: dosagem de 0,5 g.L⁻¹, pH 5 e velocidade 180 rpm, obteve-se remoção média de cor de até 67%. Para a turbidez e DQO houve remoção média de 77% e 48%, respectivamente. Já o policloreto de alumínio teve a sua condição ótima em dosagem 3g.L⁻¹, pH 9, e velocidade 120 rpm, obtendo-se 77%, 89% e 42% de remoção de cor, turbidez e DQO, respectivamente. As melhores condições de tratamento para cada coagulante foram repetidas e o lixiviado pré-tratado foi submetido à fotocatálise heterogênea (TiO₂/UV) em um reator de plano inclinado por 3,5 horas em pH 4. A melhor associação foi entre o policloreto de alumínio e o processo oxidativo, em que foram obtidas remoções globais de até 60% de DQO em lixiviados pré-tratados. Testes de germinação foram realizados, contudo o lixiviado após o tratamento proposto se mostrou mais tóxico do que antes do tratamento, possivelmente devido à subprodutos da degradação. Na segunda etapa dessa dissertação, realizou-se o estudo de adsorção do corante azo aniônico indosol black NF 1200 através de um biocarvão obtido por gaseificação de resíduos de madeira. Realizou-se um planejamento fatorial 2², tendo como variáveis de controle: pH e granulometria de adsorvente. Testes em batelada foram executados a 200 rpm por 3 horas (28°C). Como variável dependente, foi determinada a remoção da concentração do corante. A melhor condição operacional foi em pH=2 e granulometria de 100 mesh. Também, foram realizados a determinação do pHpcz da dosagem do adsorvente, bem como o estudo de equilíbrio e cinética de adsorção. Ambos estudos foram conduzidos em meio ácido e básico. Para pH=12, concluiu-se que o equilíbrio foi atingido em 3 horas de experimento, o qmáx experimental foi de aproximadamente de 12 mg.g⁻¹, e os dados de equilíbrio ajustaram-se ao modelo de Langmuir. Por outro lado, para testes em pH=2, o equilíbrio foi atingido em 5 minutos de experimento, o qmáx superou o valor de 185 mg.g⁻¹ e os dados de equilíbrio ajustaram-se aos modelos de Langmuir e Freundlich. Portanto, o carvão produzido através da gaseificação de resíduos de madeira parece um promissor adsorvente para remoção de corantes azo em efluentes têxteis, em especial quando em valores baixos de pH. Também, para um consumo de 10kg.h⁻¹ de resíduos de madeira, aproximadamente 10 kw são produzidos e 1 kg de adsorvente é gerado, o que representa uma vantagem do ponto de vista ambiental. In the first stage of this work, a biocoagulant based on Moringa oleifera and the inorganic coagulant aluminium polychloride was used in the landfill leachate treatment. In order to determine the best condition of coagulant use, a 2³ factorial design was performed in double with a central point, in which the independente variables were dosage, pH and rapid mixing speed. The response variables evaluated were color removal, turbidity removal and COD removal. Using the biocoagulant in the optimum condition determined by the planning, with a dosage of 0,5 g.L⁻¹, pH 5 and mixing speed 180 rpm, it was obtained mean color removal of up to 67%, while for turbidity and cod, there was mean removal of 77% and 48%, respectively. For aluminum polychloride, at pH 9, dosage of 3g.L⁻¹ and speed 120 rpm, were obtained 77%, 89% and 42% of color removal, turbidity and COD, respectively. The best treatment conditions for each coagulant were repeated and the pre-treated leachate was subjected to heterogeneous photocatalysis (TiO₂/UV) in a plane reactor inclined for 3.5 hours at pH 4. The best association was between the aluminum polychloride and the oxidative process, in which global removals of up to 60% of COD were obtained in treated leachate. Germination tests were performed, but the leachate after the proposed treatment was more toxic than before treatment. In the second stage of this dissertation, the study of adsorption of the azo anionic dye Indosol Black NF 1200 was carried out through a biochar obtained by the gasification of wood residues. A 2² factorial design was performed, having as control variables: pH and granulometry of adsorbent. Batch tests were performed at 200 rpm for 3 hours (28 °C). As an dependente variable, the removal of the dye concentration was determined. The best operating condition was pH = 2 and 100 mesh granulometry. Also, the determination of adsorbent dosage was performed, as well as the study of equilibrium and adsorption kinetics. Both studies were conducted in acidic and basic medium. For pH=12 it was concluded that the balance was reached in 3 hours of test, the experimental Qmax was 12 mg.g⁻¹, and the equilibrium data were adjusted to the Langmuir model. On the other hand, for pH=2, the balance was reached in 5 minutes of experiment, the Qmax exceeded the value of 185 mg.g⁻¹ and the equilibrium data were adjusted to the Langmuir and Freundlich models. Therefore, the charcoal produced by gasification of wood residues seems a promising adsorbent for removal of azo dyes in textile effluents, especially when at low pH values. For a consumption of 10kg.h⁻¹ of wood residues, approximately 10kw are produced and 1kg of adsorbent is generated, which represents an advantage from the environmental point of view. |
| Databáze: | OpenAIRE |
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