Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T07:41:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0

MENEZES, R. L. C. B. Estudo do desempenho de carbonos ativados para a remoção de H2S do biogás. 2017. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-04-07T18:34:44Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_rlcbmenezes.pdf: 1759672 bytes, checksum: 14300e4343d7aa242e4e3c7687604ccd (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-04-17T19:07:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_rlcbmenezes.pdf: 1759672 bytes, checksum: 14300e4343d7aa242e4e3c7687604ccd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T19:07:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_rlcbmenezes.pdf: 1759672 bytes, checksum: 14300e4343d7aa242e4e3c7687604ccd (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / The use of biogas as a source of energy represents an alternative to the use of fossil fuels. However, this gas mixture presents contaminants in its composition, among them the hydrogen sulfide (H2S), which causes harmful effects to health and corrosion in equipment. Thus, the removal of H2S from the biogas is usually conducted by means of conventional absorption processes in amine solutions, which usually have a rather onerous regeneration step. In this context, the adsorption in porous materials, especially activated carbons, has been shown as an attractive alternative for the removal process. The objective of this work was to study the performance of three commercial activated carbons, one of them being the base matrix and the other impregnated with sodium hydroxide and iron oxide, for the removal of H2S in fixed bed. The adsorbents were characterized by X-ray fluorescence, pH measurement and removal of N2 isotherms at -196 °C and CO2 at 0 °C. From the characterization tests, it was observed that all the samples presented specific surface areas and high microporosity. In relation to H2S adsorption, the results showed that sodium impregnated carbon was the one with the highest H2S removal capacity due to its high alkalinity and percentage of ultramicropores, detected in the characterization. This suggests that the presence of the metals and the modification of the porous structure due to the impregnation process are the determinant factors to obtain a high capacity of H2S retention. The results for tests carried out at different temperatures showed that the dominant mechanism is for the impregnated samples. However, the regenerability study showed that the samples are not suitable for use in cyclic adsorption processes, since there is a significant loss of H2S adsorption capacity during the cycles. This loss is due to the mechanism involved, whereby H2S molecules form covalent bonds with the surface, making them more difficult to remove during regeneration. In spite of having a more moderate adsorption capacity, the matrix sample (not impregnated) maintained its capacity after the second cycle of use and regeneration, indicating predominance of physical adsorption mechanism and better potential for use in cyclic processes. / A utilização do biogás como fonte de energia representa uma alternativa ao uso dos combustíveis fósseis. No entanto, esta mistura gasosa apresenta contaminantes em sua composição, dentre eles o sulfeto de hidrogênio (H2S), que causa efeitos danosos à saúde e corrosão em equipamentos. Assim, a remoção do H2S do biogás é usualmente conduzida por meio de processos convencionais de absorção em soluções de aminas, que costumam apresentar uma etapa de regeneração bastante onerosa. Neste contexto, a adsorção em materiais porosos, com destaque para carbonos ativados, vem se mostrando como uma alternativa atrativa para o processo de remoção. Desta forma, esse trabalho teve por objetivo estudar o desempenho de três carbonos ativados comerciais, sendo um deles a matriz base e os demais impregnados com hidróxido de sódio e óxido de ferro, para a remoção do H2S em leito fixo. Os adsorventes foram caracterizados através de fluorescência de raios X, medição de pH e levantamento de isotermas de N2 a -196 °C e de CO2 a 0 °C. A partir dos ensaios de caracterização, observou-se que todas as amostras apresentaram áreas superficiais específicas e microporosidade elevadas. Em relação à adsorção de H2S, os resultados mostraram que o carbono impregnado com sódio foi o que apresentou maior capacidade de remoção de H2S, devido a sua elevada alcalinidade e percentagem de ultramicroporos, detectadas na caracterização. Isso sugere que a presença dos metais e a modificação da estrutura porosa devido ao processo de impregnação são os fatores determinante para obtenção de uma elevada capacidade de retenção de H2S. Os resultados para testes realizados em diferentes temperaturas mostraram que o mecanismo dominante é de quimissorção para as amostras impregnadas. Já o estudo de regenerabilidade mostrou que as amostras não são indicadas para serem utilizadas em processos cíclicos de adsorção, uma vez que ocorre perda significativa da capacidade de adsorção de H2S no decorrer dos ciclos. Essa perda é decorrente do mecanismo envolvido, através do qual as moléculas de H2S formam ligações covalentes com a superfície, tornando-as mais difíceis de serem removidas durante a regeneração. Já a amostra matriz (não impregnada), apesar de ter apresentado capacidade de adsorção mais moderada, manteve sua capacidade depois do segundo ciclo de uso e de regeneração, indicando predominância de mecanismo de adsorção física e melhor potencial para uso em processos cíclicos.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-03-07T19:08:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Jacqueline Fantim Guerra.pdf: 1120963 bytes, checksum: 1f18ee1cfc106536de0c288a2b0acef6 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-03-08T15:36:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Jacqueline Fantim Guerra.pdf: 1120963 bytes, checksum: 1f18ee1cfc106536de0c288a2b0acef6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-08T15:36:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Jacqueline Fantim Guerra.pdf: 1120963 bytes, checksum: 1f18ee1cfc106536de0c288a2b0acef6 (MD5) Previous issue date: 2014 / O aumento do uso de agrotóxicos no Brasil tem causado muitas preocupações, tanto em relação à questão ambiental quanto a saúde pública. Muitos desses compostos não são eficientemente removidos das águas por tratamento convencional, sendo necessárias alternativas que os removam das águas de abastecimento. Dentre as tecnologias existentes, a adsorção em CAP é considerada uma das mais efetivas e confiáveis, cujas vantagens incluem alta eficiência de remoção e facilidade de operação. O objetivo desta pesquisa é avaliar a remoção, em escala piloto, do agrotóxico 2,4-D e o seu principal metabólito 2,4-DCP em amostras de águas tratadas por adsorção em CAP associado ao tratamento convencional. Os testes foram realizados em instalação piloto na áreada ETA Carapina/CESAN. A água bruta foi a proveniente do rio Santa Maria da Vitória contaminadaatravés da adição de agrotóxico em sua fórmula comercial. Foram realizados quatro ensaios, dois sem adição de CAP e dois com adição de CAP junto à unidade de mistura rápida. Os agrotóxicos foram detectados e quantificados através da cromatografia líquida de alta eficiência, em metodologia validada. As amostras coletadas foram caracterizadas de acordo com os parâmetros: temperatura, turbidez, condutividade elétrica, absorbância em 254 nm, cor real, cor aparente, alcalinidade, carbono orgânico total, além e concentração dos agrotóxicos 2,4-D e ácido 2,4,5-T e do metabólito 2,4-DCP. Os diferentes ensaios foram avaliados em termos da taxa de remoção destes parâmetros. Como resultado no TCVcom adição de CAP o composto de interesse foi removido abaixo de 30 μg. L-1,Valor Máximo Permitido, estabelecido pela Portaria do MS n° 2.914/2011 para dosagem de 100μg.L-1e mostrou-se eficiente, também, na remoção de matéria orgânica. Em nenhum dos testes foi detectado o composto 2,4-DCP e 2,4,5-T. / The increased use of pesticides in Brazil has caused many concerns, both in relation to environmental issues as public health. Many of these compounds are not efficiently removed by conventional water treatment, alternatives necessary to remove the water supply being. Among the existing technologies adsorption in PAC is considered one of the most effective and reliable, whose advantages include high removal efficiency and ease of operation. The objective of this research is to evaluate the removal in pilot scale, the pesticide 2,4-D and its major metabolite 2,4-DCP in water samples treated by adsorption on PAC associated with TCV. The tests were conducted in a pilot plant in the area of Carapina ETA / CESAN. The raw water from the river was the Santa Maria da Vitoria purposely contaminated by the addition of pesticides in its commercial formula. Four trials, two without addition of PAC and two addition with the cap unit rapid mixing were performed. The pesticides were detected and quantified by high performance liquid chromatography-effectiveness, validated methodology. The samples were characterized according to the parameters: temperature, turbidity, conductivity, absorbance at 254 nm, actual color, apparent color, alkalinity, total organic carbon, addition and concentration of the pesticide 2,4- D and 2,4,5-T and 2,4-DCP metabolite. The different assays were assessed in terms of the rate of removal of these parameters. As a result the addition of PAC with treatment conventional the compound of interest was removed below 30 μ.L-1 Maximum Value Allowed, established by Ordinance of the Ministry of Health n ° 2.914/2011 for dosage of 100 μ.L-1 and showed It is also effective in removing organic material. In none of the tests the compound 2,4-DCP and 2,4,5-T was detected.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309606.pdf: 2820901 bytes, checksum: f87fe221a0d957d5b8d3e370a034f311 (MD5) / A preparação de adsorventes economicamente viáveis a partir de precursores oriundos de resíduos de processos industriais tem sido avaliada em diversas pesquisas, no intuito de otimizar o processo de adsorção, o qual é considerado um método promissor devido elevada eficiência para remoção de contaminantes em águas de abastecimento e efluentes. Do ponto de vista ambiental, o uso de resíduos industriais para produção de adsorventes aplicados no tratamento de efluente pode apontar para o conceito de resíduo zero e aumentar a sustentabilidade da indústria química. No presente trabalho, os resíduos da avicultura foram utilizados como precursores para produção de carvões ativados quimicamente com ácido fosfórico, analisando-se a influência dos parâmetros de processo de produção de carvão ativado (temperatura de carbonização, concentração de ácido fosfórico e tempo de ativação) na qualidade do carvão ativado. Os materiais foram caracterizados através da determinação da área superficial BET, microscopia de varredura eletrônica (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). As condições de ativação de 1 hora a 600 ºC, utilizando-se a razão mássica H3PO4:H2O igual 1:1 resultaram em carvões com área superficial BET de 664 m2.g-1, volume de mesoporos de 0,868 cm3.g-1 e número de iodo igual a 478 mgI2.g-1. Os carvões ativados nesta condição foram utilizados para a remoção de surfactantes aniônicos em efluentes líquidos agroindustriais. A cinética de adsorção foi determinada experimentalmente e os modelos comparados aos modelos matemáticos de pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem e difusão intrapartícula foram ajustados aos dados experimentais, sendo que o modelo de pseudossegunda ordem descreveu mais adequadamente a cinética de adsorção, com k2 = 0,019 g.mg-1.min-1 e qe = 0,575 mg.g-1. A capacidade de adsorção de surfactantes aniônicos no equilíbrio obedeceu o modelo de adsorção de Freundlich com KF = 0,519 ((mg.g-1).(L.mg-1)1/n), sendo definida como uma adsorção favorável. / The preparation of adsorbents economically feasible from precursors derived of industrial processes waste, has been evaluated in several researches in order to optimize the adsorption process, which is considered a promising method due to high-efficiency to removal of contaminants in water supply and wastewater. From an environmental viewpoint, the use of industrial wastes for the production of adsorbents used in the treatment of wastewater can point to the concept of waste zero and increase the sustainability of the chemical industry. In this study, the poultry waste were used as precursors for the production of chemically activated carbons with phosphoric acid, analyzing the influence of process parameters for production of activated carbon (carbonization temperature, concentration of phosphoric acid and activation time) in the quality of activated carbon. The material was characterized by determination of BET surface area, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The conditions of activation for 1 hour at 600 ºC, using a weight ratio H3PO4:H2O equal 1:1 resulted in carbons with BET surface area of 664 m2.g-1, mesoporous volume of 0.868 cm3.g-1 and iodine number equal to 478 mgI2.g-1. The carbons activated in these conditions were used to removal anionic surfactants in poultry wastewater. The adsorption kinetic was determined for experimental data and the mathematical models of pseudo first order, pseudo second order and intraparticle diffusion were adjusted to these experimental data and the pseudo second order model described better the adsorption kinetic, with k2 = 0,019 g.mg-1.min-1 and qe = 0,575 mg.g-1. The adsorption capacity of anionic surfactants at the equilibrium obey the Freundlich model of adsorption with KF = 0,519 ((mg.g-1).(L.mg-1)1/n), being defined as a favorable adsorption.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-24Bitstream added on 2014-06-13T20:02:20Z : No. of bitstreams: 1 salata_cc_dr_botfca.pdf: 1371462 bytes, checksum: 6b53655dc286e55274fee57af09c38b1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Este trabalho teve como objetivo purificar bioetanol originário de amido de mandioca utilizando processos de adsorção e troca iônica, avaliar a influência da temperatura, tempo de contato, concentração de adsorvente, vazão, tempo de residência nos processos de adsorção e troca iônica, analisar como os diferentes parâmetros desses processos afetam importantes características físico-químicas do bioetanol, tais como: condutividade, acidez e teste de Barbet, visando propor inovações nos sistemas de purificação, substituindo os processos clássicos de redestilação que são consumidores de energia. O estudo ainda propõe novas metodologias para aplicação na melhoria da qualidade de etanol produzido em pequenas unidades utilizando a mandioca como matéria-prima. Para a realização deste trabalho foram utilizados: a) etanol adquirido e comercializado no mercado, tais como, etanol neutro, etanol de primeira, etanol de segunda; b) etanol produzido em escala piloto no CERAT/UNESP; e c) etanol preparado em laboratório denominado neste trabalho de solução e etanol fortificado. Para a preparação da solução e do etanol fortificado foram adicionadas ao etanol padrão algumas das substâncias orgânicas provenientes da fermentação do amido de mandioca, todas com alto grau de pureza para observar o desempenho das metodologias propostas. Para a purificação das diferentes amostras e das soluções etanólicas foram empregados: a) processo de adsorção; b) processo de troca iônica; e c) processo combinando adsorção e troca iônica. No processo de purificação por adsorção foram testados, como adsorventes... / The objective of present work was to purify bioethanol from cassava starch using adsorption and ion exchange processes, to evaluate the influence of the temperature, contact time, adsorbent concentration, flow rate, residence time in these adsorption and ion exchange processes, to analyze as the parameters different of those processes affect important physico-chemical properties of the bioethanol such as conductivity, acidity and Barbet, to propose innovations in the purification systems, replacing the classic processes of redistillation that are consumers of energy. The study still propose new methodologies for application in the improvement of the quality of ethanol produced in small units using cassava as raw material. For the accomplishment of this work were used: a) purchased and sold ethanol in the market, such as, neutral ethanol, first ethanol, second ethanol; b) ethanol produced in scale pilot in the CERAT/UNESP; and c) ethanol prepared in the laboratory named as solution and contaminated ethanol. For the preparation of the solutions and of the contaminated ethanol, were added to the standard ethanol some organic substances from the fermentation of the cassava starch, all with a high degree of purity to observe the performance of the proposed methodologies. For the purification of samples different and of ethanolics solutions were employed: a) adsorption process; b) ion exchange process; and c) process combining adsorption and ion exchange. In the purification process by adsorption were tested, as adsorbents, different types of activated charcoal and diatomaceous earth. In the ion exchange... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-08Bitstream added on 2014-06-13T21:02:51Z : No. of bitstreams: 1 cerqueira_vc_dr_botfca.pdf: 1017835 bytes, checksum: f5e403927b163c750f9e0cca2acae31a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Os produtos das hidrólises de amido são glicose, maltose e uma série de oligossacarídeos e polissacarídeos que encontram utilização principalmente na indústria de alimentos. Neste grupo enquadram-se os adoçantes que aditam sabores a produtos que são demandados por consumidores específicos. Atualmente o açúcar mais utilizado no Brasil é a sacarose, produto extraído da cana-de-açúcar, e o mais utilizado mundialmente é a frutose obtida a partir da hidrólise do milho e posterior isomerização da glicose para frutose. A frutose apresenta capacidade edulcorante 30% maior que a sacarose, 2,5 vezes maior que a glicose e 2 vezes mais solúvel que a glicose, com isso, pode ser utilizada em menor quantidade, diminuindo o poder calórico do alimento e viabilizando sua utilização no tratamento da obesidade. Levando em consideração a importância dos adoçantes para o mercado de alimentos, o presente trabalho teve como objetivo realizar estudos sobre o processo de obtenção da frutose a partir de amido de mandioca. Para a execução dos ensaios utilizou-se fontes comerciais de α– amilase e amiloglucosidase, Liquozyme Supra 2.2X e Saczyme 750 AGUg-1, respectivamente, aplicadas em substrato de amido de mandioca em reator agitado com temperatura controlada. Após o processo de hidrólise enzimática, o hidrolisado passou por um processo de purificação utilizando terra diatomácea e carvão ativado em quatro temperaturas (30, 40, 50 e 60°C), com a finalidade de remoção de contaminantes originários da matéria prima, que levam a odor, cor e sabores indesejáveis. Após o tratamento com carvão ativo e terra diatomácea foram realizados ensaios para estabelecer os melhores parâmetros para a realização do processo de isomerização, buscando a conversão de parte da glicose à frutose, utilizando a enzima... / The products of starch hydrolyses are glucose, maltose and a series of oligosaccharides and polysaccharides which have their main utilization in food industry. This group comprises sweeteners that add flavor to products demanded by specific consumers. Currently the most used sugar in Brazil is sucrose, a product extracted from sugarcane, while the most used sugar worldwide is fructose obtained from maize hydrolysis and subsequent glucose isomerization to fructose. The sweetening capacity of fructose is 30% higher than that of sucrose and 2.5-fold higher than that of glucose; in addition, fructose is 2-fold more soluble than glucose and thus can be used in smaller quantities, decreasing the food’s caloric potential and making its use viable in obesity treatment. Considering the importance of sweeteners for the food market, the present study aimed to investigate the process of fructose production from cassava starch. The assays were performed by using commercial sources of α–amylase and amyloglucosidase, Liquozyme Supra 2.2X and Saczyme 750 AGUg-1, respectively, applied to cassava starch substrate in an agitated reactor at controlled temperature. Following the process of enzymatic hydrolysis, the hydrolysate underwent a purification process using diatomaceous earth and activated charcoal at four temperatures (30, 40, 50 and 60°C), in order to remove contaminants originated from the raw material, which lead to undesirable smell, color and flavor. After the treatment with activated charcoal and diatomaceous earth, assays were carried out to establish the best parameters for the isomerization process, aiming at the conversion of part of glucose into fructose, using the enzyme isomerase. The process selected for the studies was in a continuous system where the glucose syrup, previously purified, was continuously pumped... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6597.pdf: 4764954 bytes, checksum: 5414abc6292e5e2fc5ec8124840f6a6b (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work, different commercial carbon materials that could be used as electrodes for capacitive deionization were investigated: carbon cloth, carbon foam, carbon felt, carbon fiber, carbon veil and activated carbon powder (AC). The materials were characterized by scanning electron microscopy (SEM), surface resistivity, wettability and cyclic voltammetry (CV). The performance in terms of electrosorption of NaCl was evaluated for different cell potentials. The AC electrode showed the best capacity of removing ions, and presented good values of charge efficiency (QE) and specific energy consumption (η) and, thusly, it was chosen to be modified using different techniques in an attempt to improve its characteristics aiming better results of electrosorption. Part of the strategies was the addition of carbon black and sodium chloride in order to improve the electrode conductivity and its macroporosity, respectively. A factorial experimental design was used to evaluate the effect of the AC mass, NA, mass of sodium chloride used in the electrode preparation and also the cell potential, on the capacity of removing ions (R), QE and η. The variables that showed the greatest effect on the CDI process was the cell potential and the AC mass (that create different thickness for the electrode). In spite of increasing the electrode conductivity, the NA did not show any improvement on the electrosorption of the electrode. Afterwards, an individual analysis showed that the use of sodium chloride to increase electrode macroporisity improved the capacity of the electrode to remove ions but just for the thickest electrode. However, it was verified that the increase of the thickness did not implied in a linear increase of the ion removal capacity. This behavior may be attributed to the non-uniform distribution of the electric field on the porous film. Thusly, even the thicker electrode showing a better capacity of removing ions, a great part of its mass was not being used for electrosorption. Additionally, the increase of the thickness led to a decrease on desorption. Those results indicate that the electrode thickness must be optimized. Another strategy to improve the electrode wettability and capacitance was the deposition of silica and alumina. It was observed an improvement on the wettability of the electrode, however those electrodes voltammograms showed an increase on the resistivity and as result, besides not presenting any improvement on the capacity of electrosorption, there was still a reduction of the ion removal kinect. Finally, the last strategy used to improve the AC electrode was the addition of the conducting polymer polypyrrole aiming to improve the electrode capacity of removing ions through the pseudo capacitance effect. The addition of polypyrrole increased the total of ions removed from solution, however, in all the cases, the values of QE and η were worse than those observed for the AC electrode. Due to the polypyrrole characteristics, the drying temperature used to prepare the electrode was reduced from 130°C to 80°C and when this temperature was reduced, it was verified that this variable had a strong effect on improving the capacity of removing ions and the energy efficiency of the AC electrode. / Neste trabalho foi realizado o estudo de diferentes materiais de carbono disponíveis comercialmente e que poderiam ser utilizados como eletrodos para deionização capacitiva. Dentre eles estão o tecido de carvão ativado, espuma de carbono, feltro de carbono, fibra de carbono, véu de carbono e pó de carvão ativado (CA). Esses materiais foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, resistividade superficial, molhabilidade e voltametria cíclica. O desempenho dos diferentes eletrodos em termos da eletrossorção de cloreto de sódio foi avaliado para diferentes potenciais de célula. O material que apresentou melhor capacidade de remoção de íons e ao mesmo tempo apresentando bons valores de eficiência de carga (QE) e consumo energético específico (η) foi o eletrodo preparado usando pó carvão ativado. Desta forma, este material foi selecionado para estudos posteriores em que diferentes estratégias de modificação deste eletrodo foram avaliadas para tentar otimizar suas características visando melhores resultados de eletrossorção. Dentre essas estratégias, adicionou-se negro de acetileno e cloreto de sódio na preparação do eletrodo visando melhorar sua condutividade e aumentar sua macroporosidade, respectivamente. Um planejamento fatorial de experimentos foi utilizado a fim de verificar o efeito da massa de CA, negro de acetileno e cloreto de sódio usadas na preparação do eletrodo e também do potencial de célula sobre as variáveis dependentes remoção total de íons (R), QE e η. Observou-se nesta etapa que as variáveis que tiveram o maior efeito no processo de deionização capacitiva foram o potencial de célula e a massa do eletrodo (que por sua vez determina a sua espessura). Constatou-se que a adição de negro de acetileno ao eletrodo, apesar de aumentar a condutividade (como já era esperado), causava uma diminuição da área superficial específica através do entupimento de poros e como consequência, não verificou-se melhoria da eletrossorção, algo que seria esperado pela melhoria da condutividade do eletrodo. Posteriormente, foi realizada uma análise individual do efeito da macroporosidade e da espessura de eletrodo. Os resultados mostraram que o aumento da macroporosidade decorrente do uso de NaCl durante a preparação do eletrodo levou a um aumento da capacidade de eletrossorção somente para o eletrodo mais espesso, porém, na análise da influência do aumento da espessura do eletrodo, verificou-se que não houve um aumento linear na quantidade de íons removidos da solução em função do aumento da espessura, o que pode ser atribuído à nãouniformidade do campo elétrico no filme poroso. Desta forma, apesar do filme mais espesso ter capacidade de remover mais íons, uma grande parte da massa de CA utilizada estava inativa. Adicionalmente, o aumento da espessura levou a uma diminuição da cinética de dessorção. Estes resultados indicam que a espessura do eletrodo deve ser otimizada. Uma outra estratégia analisada para tentar melhorar a molhabilidade e a capacidade de eletrossorção do eletrodo de CA foi a deposição de sílica e alumina. Observouse que houve realmente uma melhoria da molhabilidade, mas por outro lado, os voltamogramas destes eletrodos mostraram um aumento de sua resistividade e como consequência, além de não se verificar uma melhoria na capacidade de eletrossorção, houve ainda uma piora da cinética do processo. Finalmente, a última estratégia utilizada para melhorar o eletrodo de CA foi a adição do polímero condutor polipirrol visando melhorar sua capacidade de remoção de íons através da introdução de pseudocapacitância. A adição de polipirrol causou um leve aumento no total de íons removidos da solução, porém, em todos os casos, os valores de QE e η foram piores do aqueles observados para o eletrodo de CA. Devido às característicos do polipirrol, a temperatura de secagem do eletrodo teve que ser reduzida de 130°C para 80°C e quando se reduziu esta temperatura verificou-se que esta variável desempenhava um papel importante na melhoria da capacidade de remoção de íons e da eficiência energética do eletrodo de CA.

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-26. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:27:11Z : No. of bitstreams: 1 000844289.pdf: 1798234 bytes, checksum: cbeb9e36c486f0ecd9a0a55d21b84536 (MD5) / O objetivo do presente trabalho foi avaliar, em escala de bancada, a remoção de sulfametoxazol, diclofenaco e 17β-estradiol em águas destilada e natural através de adsorção em dois tipos de carvão ativado granular (CAG). O método utilizado foi o Teste Rápido de Coluna em Pequena Escala (ou RSSCT - Rapid Small Scale Column Test), que foi empregado com o intuito de diminuir os custos e o tempo despendido nos ensaios de adsorção. Testou-se, portanto, a capacidade de remoção de um carvão provindo de material betuminoso (mineral) e outro originário de casca de coco de dendê (vegetal). Foi testada a capacidade de adsorção em água destilada, individualmente para cada um dos microcontaminantes e em água natural de baixa e elevada turbidez, previamente fortificadas com a solução dos microcontaminantes. As águas naturais foram submetidas ao tratamento por clarificação e aplicado o pós tratamento em coluna. Os resultados obtidos através dos ensaios com água destilada revelaram que a melhor eficiência de remoção deu-se através dos ensaios com diclofenaco, em seguida com sulfametoxazol e 17β-estradiol. No tratamento de clarificação, observou-se eficácia na remoção da turbidez, bem como na remoção dos microcontaminantes. No pós tratamento com CAG, observou-se melhor desempenho na remoção de microcontaminantes em água natural de baixa turbidez. O melhor desempenho observado foi do CAG mineral, obtendo porcentagens de remoção e capacidade de adsorção superiores ao CAG vegetal em todos os ensaios. Isto pode estar relacionado ao fato do CAG mineral apresentar maior área superficial e maior volume total de poros em relação ao CAG vegetal, o que resulta em mais espaços livres na superfície do carvão, permitindo a acomodação das moléculas de adsorvatos / This study aimed to evaluate removing of sulphamethoxazole, diclofenac and 17β- estradiol on distilled and natural waters by adsorption on two kinds of granular activated carbon (GAC) in a bench scale. Method used was Rapid Small Scale Column Test (RSSCT), which has chosen in order to reduce costs and time spent for adsorption tests. Therefore, we have tested the ability of bituminous coal (mineral) and another one made by skin of coconut palm (vegetal). Adsorption capacity was tested individually in distilled water for each microcontaminant and in natural water (low and high turbidity) previously fortified with a solution of microcontaminants associated. Natural waters were previously treated by clarification treatment and afterwards, it was applied a post treatment in GAC columns. Results obtained from distilled water tests has shown that better removal efficiency occurred firstly to diclofenac, secondly to sulphametoxazhole and thirdly to 17β-estradiol. Clarification treatment has been effective to removal of turbidity, as well as microcontaminants and GAC columns have had a better performance to removal of microcontaminants in low turbidity natural water. The best performance has observed to mineral CAG, which obtained higher removal efficiency and higher adsorption capacity than vegetal GAC in all tests. This may be due to that mineral CAG has a greater surface area and greater total pore volume than vegetal one, which results in more free spaces on the carbon surface, allowing accommodation of adsorbates molecules

Orientador: Marcelo Libâno / Banca: Liliane Lazzari Albertin / Banca: Sergio Francisco de Aquino / Resumo: O objetivo do presente trabalho foi avaliar, em escala de bancada, a remoção de sulfametoxazol, diclofenaco e 17β-estradiol em águas destilada e natural através de adsorção em dois tipos de carvão ativado granular (CAG). O método utilizado foi o Teste Rápido de Coluna em Pequena Escala (ou RSSCT - Rapid Small Scale Column Test), que foi empregado com o intuito de diminuir os custos e o tempo despendido nos ensaios de adsorção. Testou-se, portanto, a capacidade de remoção de um carvão provindo de material betuminoso (mineral) e outro originário de casca de coco de dendê (vegetal). Foi testada a capacidade de adsorção em água destilada, individualmente para cada um dos microcontaminantes e em água natural de baixa e elevada turbidez, previamente fortificadas com a solução dos microcontaminantes. As águas naturais foram submetidas ao tratamento por clarificação e aplicado o pós tratamento em coluna. Os resultados obtidos através dos ensaios com água destilada revelaram que a melhor eficiência de remoção deu-se através dos ensaios com diclofenaco, em seguida com sulfametoxazol e 17β-estradiol. No tratamento de clarificação, observou-se eficácia na remoção da turbidez, bem como na remoção dos microcontaminantes. No pós tratamento com CAG, observou-se melhor desempenho na remoção de microcontaminantes em água natural de baixa turbidez. O melhor desempenho observado foi do CAG mineral, obtendo porcentagens de remoção e capacidade de adsorção superiores ao CAG vegetal em todos os ensaios. Isto pode estar relacionado ao fato do CAG mineral apresentar maior área superficial e maior volume total de poros em relação ao CAG vegetal, o que resulta em mais espaços livres na superfície do carvão, permitindo a acomodação das moléculas de adsorvatos / Abstract: This study aimed to evaluate removing of sulphamethoxazole, diclofenac and 17β- estradiol on distilled and natural waters by adsorption on two kinds of granular activated carbon (GAC) in a bench scale. Method used was Rapid Small Scale Column Test (RSSCT), which has chosen in order to reduce costs and time spent for adsorption tests. Therefore, we have tested the ability of bituminous coal (mineral) and another one made by skin of coconut palm (vegetal). Adsorption capacity was tested individually in distilled water for each microcontaminant and in natural water (low and high turbidity) previously fortified with a solution of microcontaminants associated. Natural waters were previously treated by clarification treatment and afterwards, it was applied a post treatment in GAC columns. Results obtained from distilled water tests has shown that better removal efficiency occurred firstly to diclofenac, secondly to sulphametoxazhole and thirdly to 17β-estradiol. Clarification treatment has been effective to removal of turbidity, as well as microcontaminants and GAC columns have had a better performance to removal of microcontaminants in low turbidity natural water. The best performance has observed to mineral CAG, which obtained higher removal efficiency and higher adsorption capacity than vegetal GAC in all tests. This may be due to that mineral CAG has a greater surface area and greater total pore volume than vegetal one, which results in more free spaces on the carbon surface, allowing accommodation of adsorbates molecules / Mestre

Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-02-23T17:45:41Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Vinicius Marcondes Bacca.pdf: 177284 bytes, checksum: 476060ccb98123241cf31316d1e01a87 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-23T17:45:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Vinicius Marcondes Bacca.pdf: 177284 bytes, checksum: 476060ccb98123241cf31316d1e01a87 (MD5)