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Descripción |
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CAMILA SANTANA CRUZ
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APLICAÇÃO DA METODOLOGIA TMDL NA SUB BACIA DO RIO POXIM-SE COM BASE NO MODELO DE STREETER-PHELPS MODIFICADO
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Líder : JOSE JAILTON MARQUES
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Data: 30-ago-2019
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Dissertação
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O processo Total Maximum Daily Load (TMDL) trata-se de uma metodologia proposta pela United States Environmental Protection Agency (EPA) e corresponde à determinação da carga máxima total diária de determinado poluente que o rio pode assimilar sem ter sua capacidade de recuperação comprometida. O estuário do rio Poxim, ao longo do qual estabeleceu-se a região metropolitana de Aracaju, é submetido a uma série de impactos decorrentes do lançamento de esgotos, muitas vezes in natura, gerados pela população do seu entorno. Este trabalho tem como objetivo a aplicação do TMDL ao estuário deste rio, utilizando como ferramenta de auxílio na avaliação da carga poluidora uma modificação do modelo proposto por Streeter-Phelps baseada na adequação aos efeitos dispersivos presentes neste ecossistema. Para tanto, foi planejada uma rede de amostragem composta por 5 pontos ao longo do rio e foram realizadas coletas de água em dois períodos: fevereiro/2018 e junho/2018. Nas amostras de água foram analisados os parâmetros: pH, OD, DBO, temperatura, condutividade elétrica e salinidade, que, junto aos dados meteorológicos, batimétricos e de vazão do rio, serviram de entrada para o modelo de simulação. Os resultados obtidos revelam um situação preocupante, pois apontam que o estado atual da saúde hídrica do rio Poxim está comprometida. As altas concentrações de matéria orgânica expressa como DBO, com concentrações máximas de 135 mgO2/L durante a estiagem e 32,3 mgO2/L durante o período chuvoso, associadas às baixas taxas de OD, com concentrações mínimas de 3,99 mg/L durante a estiagem e 2,62 mg/L durante o período chuvoso, o que indica que há descarte ostensivo de matéria orgânica no rio. Os resultados da simulação de OD variaram entre 5,04 mg/L na zona de aguas limpas e, condição crítica na zona de degradação, logo após os lançamentos. A DBO variou entre 30 mgO2/L na zona de aguas limpas e 143,5 mgO2/L na zona de degradação. O TMDL estimado corresponde a 595 ± 59,5 kg/dia, o qual não foi alcançado em 35% dos locais, considerando-se a margem de erro. Tanto o cenário 2 quanto o cenário 3 não obtiveram êxito na manutenção da carga dentro da meta estipulada, sendo que o melhor resultado ocorreu para o cenário 3, mantendo-se dentro do padrão 76% das vezes. O TMDL mostrou-se ser uma ferramenta útil no processo decisório de gestão de recursos hídricos, uma vez que gera informações contextualizadas que devem ser traduzidas em subsídios para a melhoria do gerenciamento da sub-bacia.
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FERNANDA SILVA DE MELO NOBRE
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RESÍDUOS SÓLIDOS MARINHOS EM PRAIAS DO LITORAL SUL DE SERGIPE
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Líder : JEAMYLLE NILIN GONCALVES
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Data: 31-may-2019
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Dissertação
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As zonas costeiras são regiõies intensamente adensadas e com elevado potencial econômico devido aos seus atributos naturais. Assim como outras regiões do litoral brasileiro, o Litoral Sul de Sergipe vem sofrendo com o uso e ocupação desordenado, que contribui para a drgradação ambiental, em especial, associada à poluição por resíduos sólidos. Neste sentido, o presente estudo buscou realizar o diagnóstico dos resíduos sólidos marinhos nas praias com diferentes tipos de acesso e urbanização do Litoral Sul de Sergipe (Capítulo I), e compreender as características desses resíduos na praia turística do Abaís (Capítulo II). EM casa local de coleta foi delimitado um transecto paralelo à linha d'água, subdividido em dez parcelas, e o material foi coletado manualmente em cinco parcelas aleatórias. No Capítulo I as coletas ocorreram trimestralmente, entre dezembro de 2017 a setembro de 2018, enquanto que para o o Capítulo II foram realizadas em um domingo por mês no verão (dezembro/2017, janeiro e feveireiro/2018) e no inverno (maio,junho e julho/2018). Em ambos estudos o plástico foi o mais abundante (>70%) com predominância das classes de embalagens de alimentos, fragmentos e copos. A abundância dos resíduos coletados no Litoral Sul variou entre 0,14 e 9,23 itens/m, sendo as praias consideradas moderadamente limpa a extremamente suja (Índice Clean Coast). As principais fontes de geração de resíduos foram de "Turismo/recreação" (42,66±4,84%), "Não identificada" (34,12±6,71%) e "Pesca/atividade marítima"(16,13±6,27%). No caso específico da praia do Abaís, a abundância (9,71±2,03itens/m), o peso (21,07 g/m), o volume (0,57L/m), e a riqueza de classes (~45 classes) foi maior no período do verão em relação ao inverno (5,08 itens/m;0,17 g/m;25 itens, respectivamente), provavelmente por ser um período com maior fluxo de banhistas. Em relação às classes mais recorrentes de resíduos plásticos, destacam-se os itens de embalagens de alimento, copos, canudos, bitucas de cigarro, tampas/lacres, que são comuns em praias turísticas, além das classes de fragmentos (maleáveis e rígidos) e linhas (monofilamento), que são provavlemente oriundos de fontes marítimas. A partir desses dados, foi possível perceber que os resíduos se distribuem prativamente de forma homogênea ao longo do ano nas diferentes praias, com exceção de locais próximos da foz dos rios Vaza-Barris e complexo estuarino Piauí-Fundo-Real, ficando evidente que as fontes de geração de resíduos sólidos não estão restritos aos frequentadores das praias. Por outro lado, a região turística da praia do Abaís, o impacto está associado diretamente aos frequentadores.
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CAROLINE GUERRA RAMOS ALMEIDA
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REMOÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS DO AR EM AMBIENTES INTERNOS POR ADSORÇÃO EM COLUNA DE LEITO FIXO
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Líder : JOSE JAILTON MARQUES
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Data: 28-may-2019
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Dissertação
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A qualidade do ar em ambientes internos afeta diretamente a saúde, a produtividade, o desempenho intelectual e a qualidade de vida dos indivíduos. A presença de poluentes nesses ambientes é inevitável devido, principalmente, às atividades humanas, ao uso de materiais de construção e decoração sintéticos e ao contato com o ar atmosférico externo. Dessa forma, torna-se indispensável a adoção de estratégias para reduzir a concentração de poluentes em ambientes confinados. Dentro desse contexto, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a aplicabilidade do processo da adsorção para o abatimento de compostos orgânicos voláteis (COVs) em ambientes confinados, utilizando um biochar sintetizado a partir da pirólise da casca de coco verde e cabelo humano como adsorventes. O poluente-alvo utilizado nos ensaios de adsorção foi o formaldeído, visto que este é o COV mais comumente encontrado em ambientes internos. Inicialmente foram realizadas as caracterizações físicas, químicas e físico-químicas dos materiais, revelando uma melhoria nas propriedades da casca de coco verde após o procedimento de pirólise sendo, portanto, viável a sua utilização para a síntese do biochar. Além disso, o cabelo humano apresentou altos teores de nitrogênio em sua composição, o que aumenta a sua afinidade por moléculas polares, como o formaldeído. Procedeu-se então à construção da aparelhagem experimental para a realização dos testes de adsorção, que foram realizados em colunas de leito fixo com fluxo contínuo de formaldeído gasoso. O desempenho dos adsorventes foi avaliado variando-se a altura do leito, a vazão, a concentração inicial de formaldeído e a umidade, a fim de se obter as curvas de breakthrough experimentais. De maneira geral, o tempo de ruptura e o tempo de saturação apresentaram-se inversamente proporcionais à vazão e à concentração inicial de formaldeído e diretamente proporcionais à altura do leito adsorvente. A presença de umidade influenciou de forma negativa nas capacidades de adsorção de ambos os materiais e, de maneira geral, o biochar apresentou uma maior eficiência de adsorção de formaldeído do que o cabelo humano, nas condições estudadas. Os modelos cinéticos linearizados de Thomas, Bohart-Adams e Yoon-Nelson foram utilizados para o ajuste das curvas de breakthrough, sendo que os modelos de Thomas e Yoon-Nelson apresentaram boa correlação com os dados experimentais, podendo ser utilizados para descrever a cinética de adsorção do sistema proposto.
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SERGIO MENEZES DOS SANTOS
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Mapeamento de patentes de nanotecnologia aplicada à gestão de resíduos e potenciais impactos ambientais dos nanomateriais relacionados em artigos científicos
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Líder : JEFFERSON ARLEN FREITAS
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Data: 27-may-2019
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Dissertação
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A nanotecnologia está sendo explorada para fornecer uma nova solução para reduzir o impacto ambiental, bem como, melhorar o desempenho das tecnologias convencionais existentes, entretanto, ainda há muitas incertezas sobre os riscos associados as nanopartículas. Assim, este estudo tem como objetivo mapear o cenário do desenvolvimento tecnológico das nanotecnologias ambientais no mundo, a partir das informações tecnológicas contidas em documentos de patentes e identificar os impactos ambientais associados aos nanomateriais, por meio da discussão teórica sobre o tema com base na produção científica. A pesquisa foi desenvolvida por meio de um estudo exploratório e descritivo com abordagem quali-quantitativa divididos em duas etapas. Na primeira etapa, o método de pesquisa foi a análise documental na perspectiva de uma pesquisa bibliométrica, com abordagem quantitativa, a partir dos dados secundários obtidos nas bases de dados de patentes Patentscope e INPI, identificando os documentos de patentes relacionados à nanotecnologia, com destaque para os de aplicação na gestão de resíduos. Para tal, foi utilizada a Classificação Internacional de Patentes (CIP) e o período da pesquisa compreendeu os anos de 2009 a 2018. Na segunda etapa, foi realizada a revisão de literatura com o objetivo de analisar a produção científica sobre os impactos ambientais dos nanomateriais. O levantamento bibliográfico foi realizado com o cruzamento dos termos (nanopartic*, nanostructur*, nanocrystal*, nanomaterial*, environment*) com os termos (toxicit*, impact* e risk*). A busca foi realizada na base de dados Web of Science, considerada principal fonte para revisão de literatura e disponível no Portal de Periódicos da Capes e abrangeu os anos de 2008 a 2018. Como resultado da primeira etapa, constatou-se que a maior parte das nanotecnologias aplicada ao gerenciamento de resíduos, tem aplicação no controle de poluição, tendo como principal subárea o controle da poluição da água. Além disso, verificou-se que no subgrupo tecnológico “reuso de resíduos”, os materiais que são alvo da maior concentração de pedidos de patente compreendem os metais. Com relação aos principais depositantes de pedidos de patente no mundo que desenvolvem insumos nanotecnológicos de aplicação na gestão de resíduos, constata-se a hegemonia de depositantes chineses e norte-americanos. Como resultado da segunda etapa, constatou-se que a maioria dos artigos científicos que tratam dos impactos ambientais dos nanomateriais procuram abordar o tema da toxicidade dos nanomateriais de maneira genérica, sem que haja a especificidade da substância estudada. Ainda com relação aos impactos ambientais dos nanomateriais, constatou-se que os estudos toxicológicos envolvendo nanopartículas ainda são escassos, sendo seus resultados controversos quando comparados entre si, principalmente pela padronização incipiente. A análise dos artigos científicos apontou como principais países os Estados Unidos, seguidos pela China, Austrália e Canadá. Ao analisar as áreas de pesquisa das publicações sobre os impactos ambientais dos nanomateriais, verificou-se forte diversificação de pesquisa, reforçando o caráter interdisciplinar da pesquisa nanotecnológica. Conclui-se, que não restam dúvidas de que a nanotecnologia traz consigo várias vantagens, desde a capacidade de remover substâncias contaminantes do meio aquoso até benefícios impensáveis, surgindo assim, uma constante tensão entre os benefícios do avanço tecnológico e os riscos desconhecidos dessa nova tecnologia.
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ALYSSON SANTOS DE SOUZA
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AVALIAÇÃO DO POTENCIAL ADSORTIVO DE BIOMASSAS TORRIFICADAS NA REMOÇÃO DE FORMALDEÍDO EM FASE GASOSA
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Líder : BRUNO SANTOS SOUZA
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Data: 27-may-2019
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Dissertação
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O formaldeído é o composto orgânico volátil mais encontrado em ambientes interiores, uma vez que ele está presente em um grande número de produtos e materiais típicos destes locais. Os efeitos adversos decorrentes da exposição de pessoas a este composto vão desde irritação nos olhos, nariz e garganta, inflamações no pulmão, dores no peito, falta de ar e em casos extremos, até a morte. Uma das técnicas de remoção de formaldeído gasoso mais empregadas é o processo de adsorção utilizando carvão ativado. No entanto, nos últimos anos, vem sendo desenvolvidas pesquisas com o intuito de encontrar matérias-primas de baixo custo que possam ser empregadas como materiais adsorventes. Um material ainda pouco utilizado com essa finalidade sãos as biomassas torrificadas. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial adsortivo da casca de amendoim (Arachis hypogaea) e do bagaço de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) torrificados para o formaldeído gasoso. Foram realizados ensaios de adsorção em coluna de leito fixo com estes materiais in natura e torrificados em diferentes condições operacionais: umidade relativa (UR), vazão (Q), densidade de empacotamento do leito (ρE) e concentração inicial de formaldeído (Co). Os resultados revelaram que ambas biomassas in natura apresentaram capacidades adsortivas insignificantes para o formaldeído gasoso, independente da condição experimental aplicada. Já as biomassas torrificadas, apresentaram uma melhora considerável na eficiência do processo de adsorção, de maneira que as condições experimentais que apresentaram os maiores valores de capacidade de adsorção foram: UR menor que 1%, Q = 1,0 L/min, ρE na faixa alta (0,0749 – 0,0886 g/cm³) e Co na faixa alta (1,0 – 2,5 ppm). A maioria das curvas de breakthrough experimentais foram ajustadas de maneira satisfatória para os modelos matemáticos de Thomas e de Yoon-Nelson, apresentando valores de R² entre 0,77 – 0,99. As condições ótimas de adsorção para as biomassas torrificadas da casca de amendoim e do bagaço de cana apresentaram valores de capacidade de adsorção bem próximos, 0,0106 – 0,0108 e 0,079 – 0,0106 mg/g, respectivamente. Dessa forma, pode-se concluir que o processo de torrefação apresentou-se eficaz para elevar a capacidade de adsorção de formaldeído destas biomassas avaliadas, contudo a sua aplicação para remoção do composto em ambientes interiores onde a sua concentração é tipicamente inferior a 1 ppm, requerer maiores estudos, pois os resultados obtidos apresentam queda na adsorção para essa faixa de concentração.
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MAIRA FEITOSA MENEZES MACEDO
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Fotocatálise em processo contínuo com TiO2/UV de formaldeído gasoso em ambientes interiores
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Líder : ANDRE LUIS DANTAS RAMOS
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Data: 30-abr-2019
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Dissertação
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A má qualidade do ar interior é alvo de preocupação, devido aos efeitos danosos que os poluentes, como os Compostos Orgânicos Voláteis (COVs), podem causar à saúde das pessoas. Dentre eles, o formaldeído (HCHO) é um poluente comum em ambientes interiores, é irritante e pode causar problemas respiratórios, cardiovasculares e até câncer às pessoas. Diante disso, este estudo avaliou a técnica de fotocatálise para remoção de formaldeído gasoso, envolvendo o dióxido de titânio (TiO2) comercial (P25) e radiação ultravioleta. Para o desenvolvimento da pesquisa, foi construído um aparato experimental contendo um fotorreator anular com dois cilíndricos concêntricos, lâmpada UV em seu eixo central e pérolas de vidro revestidas com película de TiO2. A fim de melhorar e avaliar a performance do TiO2, foi realizada sua calcinação e dopagem com nitrogênio. Para o conhecimento do fotocatalisador, as técnicas de caracterização de adsorção-dessorção de nitrogênio, Difração de Raios-X (DRX), Termogravimetria (TG), Espectroscopia com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Dessorção a Temperatura Programada de Gás Carbônico (DTP-CO2) e Espectroscopia de Reflectância Difusiva (DRS UV-vis) foram realizadas. O TiO2 se mostrou termicamente estável, com copresença das fases anatase e rutilo e apresentou indicação de afinidade com o COV. Os testes de fotólise e catálise realizados mostraram que apenas a radiação ultravioleta ou o semicondutor não é eficaz para a fotodegração do formaldeído gasoso. Os testes de fotocatálise, por sua vez, resultaram em eficiências acima de 70 %, sob diferentes concentrações iniciais do COV e fontes de radiação. Concentrações mais baixas do poluente (até 2 ppm) influenciam positivamente o processo, aumento da vazão de ar de 1 L/min para 2 L/min não reduziu a eficiência de remoção do HCHO do ar. Os resultados de eficiência de remoção do COV com a lâmpada germicida (254 nm) e a de luz negra (365 nm) foram similares e acima de 90 % para concentrações iniciais de HCHO de até 2 ppm. A fotocatálise com TiO2-N apresentou eficiências acima de 90 %, a presença do ânion ampliou a faixa de absorção da radiação para luz visível e aumentou a capacidade de adsorção do semicondutor. A fotocatálise é, portanto, um processo eficiente de degradação de HCHO e sua aplicação se mostrou viável tecnicamente para promoção da boa qualidade do ar interior.
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RAUL FONTES SANTANA
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Avaliação de Estratégias de Otimização Estocástica para Operação de Reservatórios de Pequena, Média e Grande Escalas
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Líder : ALCIGEIMES BATISTA CELESTE
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Data: 22-feb-2019
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Dissertação
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Nos últimos anos têm ocorrido aumentos significativos no número de conflitos entre os usuários de água devido ao aumento da demanda, surgimento de novos usos, ou ainda, relacionados à redução na disponibilidade hídrica, seja pela antropização, afetando a qualidade da água, ou por gestões que priorizam determinados usos. A solução para esses problemas por muito tempo foi a construção de novos reservatórios, mas isso tem gerado problemas sociais, econômicos e, principalmente, ambientais no local de instalação do lago artificial. Como alternativa, podem-se utilizar técnicas de otimização de reservatórios para a derivação de regras operacionais que proporcionem operações sustentáveis para os sistemas existentes. Este trabalho aplica o modelo de otimização estocástica implícita, refinado por uma estratégia de previsão de afluências médias de longo prazo e por aprendizado baseado em instâncias, incrementado por regressão localmente ponderada, denominado de OEI-LTF-kNN, em três reservatórios de diferentes escalas: a barragem do rio Poxim (pequena escala) no estado de Sergipe, o reservatório de Sobradinho (média escala) no estado da Bahia, e a Represa Alta de Assuã (grande escala) no continente africano. Para utilização de modelos de otimização estocástica implícita faz-se necessária a geração de séries longas de afluências sintéticas com preservação das características estatísticas e primordialmente a memória de longo prazo, que consiste na persistência de características semelhantes em horizontes plurianuais. Este fenômeno foi descoberto na década de 50 do século passado e hoje é encontrado em uma diversidade muito grande de variáveis naturais. Com o objetivo de avaliar a eficiência do modelo aplicado, os reservatórios também foram operados por meio de otimização determinística sob previsão perfeita (ODPP), pela política de operação padrão (SOP), por otimização estocástica explícita (PDE) e por dois modelos de parametrização-simulação-otimização adaptados à política de operação padrão (PSO-SOP e PSO-SOP-Disc), e foram comparados em termos da vulnerabilidade encontrada em cada um dos 100 cenários de validação perante os quais foram aplicados. O modelo OEI-LTF-kNN foi empregado frente aos horizontes de previsão 0, 1, 3, 6, 9, 12, 18 e 24 meses. Em todos os reservatórios foram encontrados indícios de persistência de longo prazo. As operações demonstraram que o modelo OEI-LTF-kNN com horizontes de previsão de 3 meses ou mais apresentou-se menos vulnerável do que os modelos SOP, PDE, PSO-SOP e PSO-SOP-Disc, revelando que é aplicável com eficiência em reservatórios de pequena, média e grande escala.
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GILMAR DOS SANTOS
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APLICAÇÃO DE TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS NO TRATAMENTO DE EFLUENTE DA PRODUÇÃO DE SUCO DE GOIABA
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Líder : JOEL ALONSO PALOMINO ROMERO
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Data: 21-feb-2019
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Dissertação
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Dentre os processos não usuais de tratamento de efluentes pode-se citar a eletroflotação (EF) e a eletrocoagulação (EC), técnicas eletroquímicas que têm sido foco de uma série de pesquisas nas últimas décadas. Este trabalho objetiva analisar a performance destas técnicas quando aplicadas ao tratamento de efluentes gerados na produção de suco de goiaba, investigando-se quais os valores das condições operacionais a serem empregados de forma a se maximizar a eficiência na redução da demanda química de oxigênio (DQO). O tratamento do efluente foi feito empregando-se eletrodos de alumínio na EC e um cátodo de ferro e um ânodo de dióxido de titânio e dióxido de rutênio na EF. Aplicou-se o planejamento experimental Box-Behnken, variando-se o tempo de tratamento, o pH e a densidade de corrente. Utilizando-se o software Design Expert fez-se a otimização dos processos e gerou-se superfícies de resposta. Posteriormente, realizou-se uma série de ensaios nos quais a EC e a EF foram auxiliadas pela adição de sulfato de alumínio e, por fim, estimou-se e comparou-se os custos operacionais dos diferentes tratamentos utilizados no trabalho. O tratamento do efluente por EC resultou em eficiência máxima de 60% na redução da DQO e de redução de turbidez de 88%, com tempo de tratamento de 40 minutos, pH inicial de 4,5 e densidade de corrente de 3,5 mA/cm2. Já no caso da EF, a maior redução de DQO, a qual foi de 25%, foi obtida ao se tratar o efluente por 40 minutos, com pH inicial de 7,0 e aplicando-se uma densidade de corrente de 4,5 mA/cm2. A partir das superfícies de resposta geradas, verificou-se, para ambas as técnicas eletroquímicas aplicadas, a influência positiva do aumento do tempo para o tratamento do efluente. Por outro lado, o aumento do pH foi favorável no caso da EF e desfavorável no caso da EC. O sulfato de alumínio influenciou de forma positiva a EF, que apresentou um aumento de 34% na redução de DQO e de 22% da redução de turbidez ao se fazer uso de uma concentração de sulfato de alumínio de 1,5 g/L. A adição do coagulante químico também aumentou a condutividade do efluente, reduzindo de forma considerável a demanda elétrica e, consequentemente, o custo do processo. A estimativa de custo dos diferentes tratamentos eletroquímicos mostrou que a utilização da EF auxiliada por sulfato de alumínio seria uma alternativa com um custo 55% menor que o da EC.
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