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metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Estudo experimental empregando processo contínuo e batelada para tratamento de uma corrente líquida contendo surfactante
metadata.dc.creator: Rocha, Nattácia Rodrigues de Araujo Felipe
metadata.dc.contributor.advisor1: Franco Júnior, Moilton Ribeiro
metadata.dc.contributor.referee1: Pereira, Warley Augusto
metadata.dc.contributor.referee2: Coutinho Filho, Ubirajara
metadata.dc.contributor.referee3: Resende, Miriam Maria de
metadata.dc.contributor.referee4: Borges, Wesley da Silva
metadata.dc.description.resumo: Os efluentes líquidos ao serem descartados em corpos d’água, contendo os seus poluentes característicos, causam a alteração de qualidade destes corpos receptores e, consequentemente, a sua poluição ou degradação. Esse fato juntamente com o aumento da demanda de água e a poluição dos mananciais, desperta cada dia mais a preocupação de vários setores da sociedade, que se mobiliza para tentar garantir uma relação mais harmônica entre as suas atividades e os recursos hídricos. Uma forma de tratar o resíduo líquido industrial, antes de devolvê-lo ao corpo hídrico, é através do emprego da adsorção. Dessa forma, na presente tese, foram conduzidos estudos da adsorção de surfactante aniônico, Lauril sulfato de sódio (LAS) largamente usado em indústrias de materiais de limpeza, utilizando sistemas de tratamentos contínuos e descontínuos. Experimentos foram executados de maneira que foram testados dois tipos de materiais adsorventes: carvão ativado (CA) de granulometrias variadas (48, 60,100,115 e 300 mesh) e resinas comerciais (Purolite) de troca iônica de três espécies: resina aniônica (RA), resina catiônica (RC) e resina mista (RM). Os ensaios foram conduzidos em ambiente controlado (25ºC ±3), em reator batelada e leito fixo, sendo avaliadas as seguintes variáveis: pH, condutividade, turbidez e absorbância em espectrofotômetro (UV-VIS) com comprimento de onda de 650 nm, para verificar a remoção de LAS da água residual. Em adição, foi feita a caracterização morfológica do CA através de análise de MEV (Microscopia de Varredura Eletrônica). Um tratamento estatístico, denominado Análise de Variância foi usado visando verificar a influência (redução) dos seguintes parâmetros sobre as variáveis citadas anteriormente: tempo de decantação e de agitação da massa tratada, rotação, granulometria do carvão, massa de CA contida no reator, espécie de resina e tempo de filtração no sistema contínuo. As respostas deste tratamento permitiram perceber que ambos os materiais adsorventes mostraram-se eficientes na remoção de LAS do meio. No processo descontínuo com reator batelada, ao comparar as granulometrias 48, 60, 100 e 115, observou-se que o mesh 115 mostrou-se ser o mais eficiente. Outrossim, a massa de 0,15 g foi suficiente para reduzir a concentração de surfactante, além disso, ao dobrar a massa não se observou modificações substanciais. A rotação mais favorável foi 600 rpm, o tempo de decantação mínimo do sistema foi de 22 horas e o tempo de agitação deve ser no mínimo 1 hora para qualquer granulometria. Dentre as espécies de resinas de troca iônica a que apresentou maior redução nos valores de absorbância foi a aniônica, pois é da mesma espécie do LAS, apresentando maior afinidade. Referente ao reator leito fixo, verificou-se que o tempo de filtração não influenciou nos valores de condutividade. A concentração de surfactante ideal para descarte foi atingida entre 3 e 4 horas de filtração, por outro lado, a turbidez adequada só foi alcançada após 6 horas. RA destacou-se na adsorção de LAS, bem como as granulometrias 60 e 100 de CA. Finalmente, e de uma maneira geral, os resultados obtidos neste estudo foram satisfatórios, pois demonstram caminhos promissores para a remoção de LAS de água residual contribuindo assim para a redução dos impactos ambientais causados por indústrias de produção de materiais de limpeza e higiene.
Abstract: The liquid effluent while discharged into water sources, containing its pollutants characteristic, cause quality change into them, therefore its pollution or degradation. This fact, along with increasing water demand and fountains pollution, encourages, each day more, the various sectors society concern, which is mobilized to ensure a more harmonious relationship between their activities and water resources. A way to treat industrial liquid waste, before returning into the water sources, is by means of adsorption employment. Thus, in this thesis, were conducted anionic surfactant adsorption studies, sodium lauryl sulfate (SLS), broadly utilized in cleaning products industries, using continuous and discontinuous processing systems. Experiments were performed in order to be tested two types of materials adsorbent: activated carbon (AC) of various grain sizes (48, 60,100,115 and 300 mesh) and commercial resins (Purolite) ion exchange of three species: anionic resin (AR) cationic resin (CR) and mixed resin (MR). The assays were conducted at room temperature (25ºC ±3), in batch and fixed bed reactor, and the following variables were evaluated: pH, conductivity, turbidity and absorbance in a spectrophotometer (UV-VIS) wave length of 650 nm, to check SLS removal from residual water. In addition, it was measured the morphological characterization of the CA by ESM analysis (Electronic Scanning Microscopy). A statistical analysis called analysis of variance was used in order to verify the influence (reduction) of the following parameters on the variables mentioned above: time decanting and stirring the treated mass, spin, coal particle size, AC mass contained in the reactor, species resin and the filtering time in continuous system. The treatment answers allowed to notice both adsorbent materials were effective in removing the middle SLS. In discontinous process in batch reactor, by comparing the particle sizes 48, 60, 100 and 115, it was observed the 115 mesh was indicated to be the most efficient. Furthermore, the mass of 0.15 g was sufficient to reduce the concentration of surfactante, besides, when folding the mass, no substantial changes observed. The most favorable speed was 600 rpm, the minimum settling time of the system was 22 hours and the stirring time ought to be at least 1 hour for any particle size. Among the resin species of ion exchange, which showed greater reduction in absorbance values was the anion, since it is the same species as the SLS, with higher affinity. Related to fixed bed reactor, it was observed that the filtration time did not affect the conductivity values. The optimum surfactante concentration for disposal was achieved between 3 and 4 hours of filtration, in contrast, adequate turbidity was only achieved after 6 hours. RA highlighted in SLS adsorption, as well as the 60 to 100 CA granulometry. Finally, in general, the obtained results in this study were satisfactory, they demonstrate promising paths for removing SLS from residual water, thereby, contributing to environmental impact reduction caused by cleaning of hygienic materials and manufacturing industries.
Keywords: Engenharia química
Resíduos industriais
Adsorção
Sulfato de sódio
Efluentes
Meio ambiente
Tensoativo
Absorbance
Adsorption
Environment
Surfactant
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: Rocha, Nattácia Rodrigues de Araujo Felipe. Estudo experimental empregando processo contínuo e batelada para tratamento de uma corrente líquida contendo surfactante. 2016. 143 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18432
Issue Date: 19-Dec-2016
Appears in Collections:TESE - Engenharia Química

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