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Elaboração de modelo conceitual da degradação de poliacrilamidas (PAM) em compostos nitrogenados aplicado a estudo de caso / A conceptual model for polyacrylamid (PAM) degradation in nitrogen compounds applied to a case study

Santos, Aline Diorio dos 23 April 2018 (has links)
Submitted by Aline Diorio Dos Santos (aline_sduarte@yahoo.com.br) on 2018-06-08T13:12:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Aline_23_4_1.pdf: 4336751 bytes, checksum: b04bc967fc2ebdfb6b4208fbc09f7000 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br) on 2018-06-08T16:42:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_ad_me_rcla.pdf: 4221486 bytes, checksum: 64fef6cda169d205f99769d9b9e4f33f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-08T16:42:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_ad_me_rcla.pdf: 4221486 bytes, checksum: 64fef6cda169d205f99769d9b9e4f33f (MD5) Previous issue date: 2018-04-23 / Um dos materiais presentes nos lodos oriundos das estações de tratamento (LETAs) é o polímero denominado Poliacrilamida (PAM). Acredita-se que o mesmo seja inerte no solo, porém sua degradação pode estar associada a presença de compostos nitrogenados no solo, como amônio, nitratos e nitritos. Assim, é essencial avaliar a degradação de polímeros no sistema de tratamento de água que auxiliará na seleção e uso de produtos poliméricos no tratamento de água potável. Através da revisão bibliográfica apresentada neste trabalho, foi elaborado um Modelo Conceitual para a disposição de LETAs em aterro, com enfoque na degradação de poliacrilamidas e sua degradação em compostos nitrogenados, validando-o através de dados observados em estudo de caso. Conforme o Modelo Conceitual elaborado, pela via aeróbia, em que os processos de nitrificação podem ser observados, esperavam-se menores valores de pH (resultado da liberação de íons H+), assim como ambiente oxidante para ocorrência do processo de nitrificação (meio aeróbio necessita de oxigênio disponível), enquanto na área fora da zona de nitrificação, esperava-se maior valores de pH, presença maior de OD e maiores valores de Eh, uma vez que o oxigênio não estará sendo consumido pelas bactérias nitrificantes, podendo ainda haver incremento de OD pela recarga do aquífero através das precipitações. Observa-se outra via de degradação anaeróbia, pela reação anamox, em que amônio é oxidado e nitrito reduzido, liberando gás nitrogênio, em ambiente redutor. Adicionalmente, podem ser observados o íon amônio e óxido de manganês e hidróxido de ferro (abundantes no solo) sendo oxidados a nitrogênio gasoso, consumindo íons H+ no meio. A flutuação do nível de água no aquífero pode influenciar as concentrações observadas, através da recarga do aquífero, devido a precipitação e infiltração da água no solo, a espessura do aquífero livre pode se tornar maior, entrando em contato com camadas superficiais de PAM, ocorrendo maior lixiviação dos íons presentes nestas camadas e aumento das concentrações, havendo incremento de massa. Esse fenômeno pode ocorrer em conjunto com os processos biológicos citados, ocorrendo alternância da dissociação dos compostos nitrogenados por meio aeróbio e anaeróbio, conforme OD disponível no meio. Torna-se, portanto, indispensável a discussão sobre quais tipos de polieletrólitos podem ser utilizados no sistema de tratamento de água, pois conforme dados apresentados neste trabalho, a poliacrilamida presente no LETA pode degradar-se em amônio e por sua vez em nitrato por via aeróbia, contaminando o aquífero local, não se apresentando como resíduo inerte como preconizado pelo mercado e alguns autores. / One of the materials present in the sludge originated from water treatment is the polymer polyacrylamide, which some people believes is inert in the soil however its degradation may be associated with nitrogenous compounds in the soil, such as ammonium, nitrates and nitrites. So, it is essential to evaluate the degradation of polymers in the water treatment system due to it will assist in the selection and use of polymer products in the water treatment. Through the bibliographic review presented, a Conceptual Model for the disposition of sludge from water treatment in soil was developed, with the focus on the degradation of polyacrylamides and their degradation in nitrogenous compounds, validating it through data observed in a case study. According to the Conceptual Model elaborated, considering the aerobic route, where the nitrification processes can be observed, were expected lower pH values and oxidizing environment, while in the area outside the nitrification zone were expected higher pH values, presence of dissolved oxygen and reduction environment, once oxygen will not be consumed by nitrifying bacteria and also oxygen could be increased by water from precipitation which recharges the aquifer. Another anaerobic degradation route is observed, considering the anamox reaction, where ammonia is oxidized and nitrite reduced, releasing nitrogen gas, in a reducing environment. In addition, ammonium ion plus manganese oxide plus iron hydroxide can be oxidized to a vapour nitrogen, consuming hydrogen ions. The water level fluctuation in the aquifer can influence the observed concentrations, through the recharge of the aquifer, due to precipitation and infiltration of the water in the soil, the thickness of the free aquifer can become larger, coming into contact with sludge, occurring higher lixiviation of the ions present in these layers and increasing of the concentrations and mass. This phenomenon can occur together with the biological processes, occurring alternation of dissociation of the nitrogen compounds by aerobic and anaerobic, according to dissolved oxygen available. Therefore, it is essential to discuss what types of polyelectrolytes can be used in the water treatment system, due to according to data presented, the polyacrylamide present in the sludge can degrade in ammonium and in turn in nitrate by aerobic process, contaminating the local aquifer, not presenting as inert residue as recommended by the market and some authors.

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