Mostrar registro simples

dc.creatorGrassi, Patrícia
dc.date.accessioned2023-02-17T15:32:12Z
dc.date.available2023-02-17T15:32:12Z
dc.date.issued2023-01-31
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/27850
dc.description.abstractThe management of Water Treatment Plant (WTP) sludge and coal fly ash waste is one of the biggest problems faced by many sanitation and thermoelectric companies, with landfill being the main destination of these materials. In parallel, textile effluents are potential polluters of water resources, so the removal of these contaminants from wastewater is extremely important. This work evaluated the utilization of WTP sludge and thermoelectric coal fly ash (raw materials, calcined and modified by alkaline fusion) as photo-Fenton catalysts and adsorbents in the removal of dyes present in industrial effluents. In the photo-Fenton reaction, WTP sludge calcined at 600°C and coal fly ash was used for degradation of amaranth red dye and procion red, respectively. In the adsorption, the WTP sludge calcined at 600 ºC was also used in the removal of red dye 97 and the coal fly ash after alkaline fusion in the adsorption of crystal violet dye. Both materials presented in their chemical composition high contents of silicon oxides (45.10 and 65.50%), aluminum (36.65 and 23.94%) and iron (12.65 and 4.10%). It was observed in the X-ray diffraction (XRD) of the two materials that the main crystalline phase was quartz. Both materials have mesoporous structures, with average pore diameters of 13.2 and 34 nm and surface areas of 60.2 and 0.50 m² g-¹ , respectively. Through scanning electron microscopy (SEM) analysis with EDS, the iron oxide was homogeneously distributed on the solid surface of these materials. The optimum conditions of the photo-Fenton reaction of the WTP sludge defined by RCCD were pH 2.8, amount of H2O2 5.5 mmol L-¹ and mass of catalyst 0.75 g L-¹ , with 97% decolorization efficiency after 30 min and 98% of TOC at 420 min. The best conditions of fly ash were mass: 0.6 g L-¹ ; pH 3 and H2O2 4 mmol L1 with decolorization efficiency of 93.6% of procion red dye at 60 min photo-Fenton reaction and 43% of TOC at 240 min. The WTP sludge adsorption kinetic experimental data were best fitted to the pseudo-second order model and the equilibrium data to the Langmuir model, with the maximum adsorption capacity of 4957 mg g-¹. In the tests with simulated effluent the removal was 74.4 %. Through the characterizations it was analyzed that the alkaline fusion of fly ash provided an amorphization of the material and considerable improvement in the textural properties because the modified fly ash (MFAAF) showed high pore volume (0.154 cm³ ) and surface area (65.40 m² g -¹). The pseudo-second order kinetic model fitted best to the kinetic experimental data with maximum adsorption capacity 77.60 mg g-¹ and the Freundlich model, to the equilibrium data. From the results obtained, it was concluded that the WTP sludge and coal fly ash are alternative catalysts in the photo-Fenton reaction and efficient adsorbents to treat textile effluents.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectLodo ETApor
dc.subjectCinzas volantes de carvãopor
dc.subjectFoto-Fentonpor
dc.subjectAdsorçãopor
dc.subjectEfluentes têxteispor
dc.subjectWTP sludgeeng
dc.subjectCoal fly asheng
dc.subjectPhoto-Fentoneng
dc.subjectAdsorptioneng
dc.subjectColored effluentseng
dc.titleUtilização de resíduos aluminosilicatos como catalisadores foto-Fenton e adsorventes no tratamento de efluentespor
dc.title.alternativeUse of aluminosilicate waste as photo-Fenton catalyst and adsorbents in the treatment of organic effluentseng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoO gerenciamento dos resíduos de lodo de Estação de Tratamento de Água (ETA) e cinzas volantes de carvão é um dos maiores problemas enfrentados por muitas empresas de saneamento e termoelétricas, sendo o aterro sanitário o principal destino desses materiais. Paralelamente, os efluentes têxteis configuram como potenciais poluidores dos recursos hídricos e por isso é extremamente importante a remoção destes contaminantes das águas residuárias. Este trabalho avaliou a utilização de lodo de ETA e cinzas volantes de carvão de termoelétrica (materiais brutos, calcinados e modificados por fusão alcalina) como catalisadores foto-Fenton e adsorventes na remoção de corantes presentes em efluentes industriais. Na reação foto-Fenton, foram utilizados lodo de ETA calcinado a 600 ºC e cinzas volantes de carvão para degradação do corante vermelho amaranto e procion, respectivamente. Na adsorção, o lodo de ETA calcinado a 600 ºC também foi utilizado na remoção do corante vermelho 97 e as cinzas volantes de carvão após fusão alcalina na adsorção do corante cristal violeta. Ambos os materiais apresentaram em sua composição química elevados teores de óxidos de silício (45,10 e 65,50%), alumínio (36,65 e 23,94%) e ferro (12,65 e 4,10%). Observou-se na difração de raio-X (DRX) dos dois materiais que a principal fase cristalina foi o quartzo. Ambos os materiais possuem estruturas mesoporosas, com diâmetro médio dos poros de 13,2 e 34 nm e área superficial de 60,2 e 0,50 m² g-¹ , respectivamente. Através das análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) com EDS, o óxido de ferro estava distribuído homogeneamente na superfície sólida desses materiais. As condições ótimas da reação foto-Fenton do lodo de ETA definidas pelo DCCR foram: pH: 2,8, quantidade de H2O2: 5,5 mmol L-¹ e massa de catalisador: 0,75 g L-¹ , com eficiência de descoloração de 97% após 30 minutos e 98% de COT aos 420 min. As melhores condições das cinzas volantes foram de massa: 0,6 g L-¹ ; pH: 3 e H2O2: 4 mmol L-¹ com eficiência de descoloração de 93,6% do corante vermelho procion em 60 min de reação foto-Fenton e 43% de COT em 240 min. Os dados experimentais cinéticos de adsorção do lodo de ETA se ajustaram melhor ao modelo de pseudo-segunda ordem e os de equilíbrio ao modelo de Langmuir, com a capacidade máxima de adsorção de 4957 mg g -¹ . Nos ensaios com efluente simulado a remoção foi de 74,5 %. Através das caracterizações analisou-se que a fusão alcalina da cinza volante proporcionou uma amorfização do material e melhora considerável nas propriedades texturais pois a cinza volante modificada (MFAAF) apresentou alto volume de poros (0,154 cm³ ) e área superficial (65,40 m² g -¹ ). O modelo cinético pseudo-segunda ordem se ajustou melhor aos dados experimentais cinéticos com capacidade máxima de adsorção 77,60 mg g-¹ e o modelo Freundlich, aos dados de equilíbrio. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que o lodo de ETA e as cinzas volantes de carvão são catalisadores alternativos na reação foto-Fenton e adsorventes eficientes para tratar efluentes têxteis.por
dc.contributor.advisor1Jahn, Sérgio Luiz
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7735147410610776por
dc.contributor.advisor-co1Foletto, Edson Luiz
dc.contributor.referee1Dotto, Guilherme Luiz
dc.contributor.referee2Carissimi, Elvis
dc.contributor.referee3Oliveira, Jivago Schumacher de
dc.contributor.referee4Zazycki, Maria Amélia
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9280400364164863por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Químicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


Arquivos deste item

Thumbnail
Thumbnail

Este item aparece na(s) seguinte(s) coleção(s)

Mostrar registro simples

Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
Exceto quando indicado o contrário, a licença deste item é descrito como Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International