Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-05T12:49:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE_JDANTASDELIMAVF - 25-03 REDUZIDO.pdf: 7305521 bytes, checksum: 020db632cb89f053d2a5abc2a1944879 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T12:49:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE_JDANTASDELIMAVF - 25-03 REDUZIDO.pdf: 7305521 bytes, checksum: 020db632cb89f053d2a5abc2a1944879 (MD5) Previous issue date: 2012-12-21 / Os resíduos sólidos urbanos (RSU) são um tipo de resíduo particularmente difícil de gerenciar por se tratar de um resíduo muito heterogêneo na sua composição, variando muito de acordo com o local de produção, com os aspectos econômicos, hábitos e a cultura da população urbana ou rural geradora, tornando quase sempre a sua solução complexa. E para estas soluções se torna mais que necessário o conhecimento das atuais tecnologias de tratamento de resíduos existentes para que se busquem soluções ambientalmente adequadas, economicamente sustentadas, socialmente justas e politicamente aceitáveis, ou seja, que proponha soluções aplicáveis ao Brasil. Esta realidade motivou esta pesquisa, que visa o estudo de modelos de apoio a decisão para alternativas tecnológicas de tratamento de resíduos sólidos urbanos com o objetivo de propor para cada região geográfica do Brasil alternativas tecnológicas para o tratamento de resíduos em forma de arranjos tecnológicos, baseados em critérios ambientais, sociais, econômicos e políticos. Para tanto, utilizou-se de dois modelos de apoio a decisão, no caso, o modelo Analytic Hierarchy Process – AHP e o Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluations – PROMETHEE II(V), para que em função da sua relevância, fosse proposta uma forma de hierarquização das tecnologias identificadas para o tratamento dos resíduos. A hierarquização produziu como resultado final um conjunto de tecnologias que analisadas se tornaram arranjos tecnológicos para o tratamento de resíduos sólidos nas cinco regiões geográficas do Brasil, atendendo ao que determina a Política Nacional de Resíduos Sólidos – PNRS. Os resultados obtidos mostraram que os modelos utilizados apresentaram-se como uma ferramenta adequada para a proposição de alternativas tecnológicas de tratamento de resíduos e pode ser aplicada em situações isoladas ou em consórcios públicos.

Este trabalho tem como objetivo o estudo do reaproveitamento da parte metálica e a caracterização dos óxidos presente no resíduo de granito gerado na etapa de desdobramento. Inicialmente, foi feita a caracterização química e física do resíduo através de análise química, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e análise granulométrica. Após a caracterização do resíduo, foi dado inicio aos processos para a recuperação do Fe metálico que envolveram: separação magnética, mesa concentradora e ciclonagem. A separação magnética foi realizada em três etapas: a primeira onde se utilizou um separador magnético a úmido de alta intensidade, onde foi utilizado apenas o campo magnético remanescente do equipamento. Na segunda etapa, onde o material magnético obtido na primeira etapa foi submetido a uma nova separação magnética manual utilizando um imã de terras raras. Na terceira etapa, o material magnético obtido com o imã de terras raras foi submetido a uma separação magnética manual com um imã ferrítico. Nos ensaios de mesa concentradora, foram realizadas variações na inclinação da mesa, freqüência de oscilação e vazão de água de lavagem. Já nos ensaios de ciclone, o parâmetro variado foi à pressão de alimentação. Foram realizadas variações nos parâmetros dos equipamentos com o intuito de se aperfeiçoar e definir os melhores parâmetros para a recuperação do Fe metálico. Após cada ensaio, foi realizada a análise química volumétrica para a determinação do teor de Fe metálico obtido em cada produto. Pelos resultados obtidos, o método de separação magnética foi a que apresentou os melhores resultados, sendo possível a obtenção de um concentrado ferroso com 93% de Fe metálico e um concentrado granítico com 0,6% de Fe metálico. Já nos ensaios de mesa concentradora, o melhor resultado obtido foi um concentrado ferroso com apenas 13,7% de Fe metálico, e nos ensaios de ciclone foi possível à obtenção de um produto com apenas 7,2% de Fe metálico. A partir do concentrado ferroso e granítico obtido na separação magnética foi realizada a caracterização através de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e análise granulométrica. A partir do concentrado ferroso obtido, foram produzidos briquetes com uso de 2% de cal hidratada como aglomerante. Foram realizados testes de resistência mecânica a verde e a seco nos briquetes produzidos. Foi obtido uma resistência mecânica a verde de no máximo 1,02 kN e a seco de no máximo 3,59 kN. / The aim of this work is to study the reuse of the metallic part and the characterization of oxides present in the waste from granite sawing. First, the chemical and physical characteristics of the waste were analyzed by chemical analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and size analysis. Procedures for the metallic iron recovery (magnetic separation, concentrator table, and cyclonic separation) were performed after the waste characterization. Magnetic separation was performed in three phases. First, using a high intensity wet magnetic separator, which only the remaining magnetic field of equipment was utilized. In the second phase, the magnetic material obtained in first phase was subjected to a new manual magnetic separation using rare earth magnets. In a third phase, magnetic material obtained with rare earth magnets was subjected to manual magnetic separation using ferrite magnets. In the experiments of concentrator table, were carried out changes in table inclination, oscillation frequency and wash water flow. For cyclone tests, the varied parameter was the water supply pressure. Variations in equipment parameters were performed in order to improve and decide the best parameters for recovery of metallic iron. After each experiment, volumetric chemical analysis was performed to determine the metallic iron content of each product. The results show that the magnetic separation method had the best results since it is possible to obtain a ferrous concentrated with 93.0 wt. % metallic iron and granite concentrated with 0.6 wt. % metallic iron. While for concentrator table tests, the best result presented a ferrous concentrated with only 13.6 wt. % metallic iron; and for cyclone tests, a product with only 7.2 wt. % of metallic iron was obtained. Ferrous and granite concentrated from magnetic separation were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and size analysis. Using the obtained ferrous concentrated, briquettes were produced with 2 wt. % hydrated lime as binder. Produced briquettes were tested using dry and wet mechanical strength test. Wet mechanical strengths of up to 1.02kN were obtained, and a maximum of 3.59kN was registered to dry mechanical strength.

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente (Especialização em Gestão). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-04-03T11:36:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2177626 bytes, checksum: 60ecd9f9ac107fd15040bb23c1d52b19 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-03T11:36:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2177626 bytes, checksum: 60ecd9f9ac107fd15040bb23c1d52b19 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / Neste trabalho, foi preparado um novo adsorvente na forma de filme (Fe/MWCNT/QTR) utilizando nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) dopado com óxido de ferro magnético e depositado em quitosana reticulada (QTR), sendo aplicado na remoção de Cr(III) e Cr(VI). Este compósito foi modificado pela impregnação de dióxido de titânio dopado com prata (TiO 2 -Ag) produzindo dois novos catalisadores. O primeiro na forma de filme (Fe/MWCNT/TiO 2 -Ag/QTR) e o segundo na forma de nanocompósito (Fe/MWCNT/TiO 2 -Ag) utilizados para redução fotocatalítica de Cr(VI) e fotodegradação de fenol, respectivamente. O adsorvente e os catalisadores sintetizados são magneticamente recuperáveis devido às propriedades do óxido de ferro, o que facilita a sua reutilização. O filme adsorvente Fe/MWCNT/QTR, constitui-se da combinação das propriedades elétricas únicas dos MWCNTs e sua alta área superficial, a quitosana e seus grupos funcionais amino e hidroxilas e as características magnéticas do óxido de ferro (magnetita e maghemita). Nos estudos de adsorção em batelada, o Fe/MWCNT/QTR apresentou uma capacidade de adsorção máxima determinada pelo modelo de isoterma de Langmuir para o Cr(III) e Cr(VI) de 62,25 mg g -1 e 449,30 mg g -1 à 25 °C, respectivamente. O adsorvente foi aplicado na remoção de cromo total e dos metais Cu, Ni e Zn de um efluente real de galvanoplastia e mostrou-se eficiente em até 10 ciclos consecutivos de reutilização, apresentando-se promissor para aplicações práticas. Os catalisadores, Fe/MWCNT/TiO 2 - Ag/QTR e Fe/MWCNT/TiO 2 -Ag tiveram seu desempenho catalítico avaliado em um fotorreator equipado com uma lâmpada UV-vis (filtro de corte para λ > 300 nm). O filme catalisador Fe/MWCNT/TiO 2 -Ag/QTR apresentou uma eficiência de redução de Cr(VI) de 97% de soluções aquosas à 30 mg L -1 e uma capacidade máxima de adsorção do Cr(III) fotogerado de 63,56 mg g -1 . Este catalisador também foi aplicado na redução de Cr(VI) de um efluente real de galvanoplastia e apresentou-se estável em até 4 ciclos de reutilização. O nanocompósito Fe/MWCNT/TiO 2 -Ag, apresentou 98% de remoção de fenol em solução aquosa (50 mg L -1 ) e uma redução do carbono orgânico total (COT) de 85%, além disso, o catalisador mostrou-se eficiente em 10 ciclos consecutivos de reutilização. / In this work, a new adsorbent in the form of a Fe/MWCNT/CLCh film was synthetized using multiple walled carbon nanotubes (MWCNT) doped with magnetic iron oxide and deposited in crosslinked chitosan (CLCh) applied to the removal of Cr(III) and Cr(VI). This composite was modified by the impregnation of silver-doped titanium dioxide (TiO 2 -Ag) yielding two new catalysts. The first in film form (Fe/MWCNT/TiO 2 -Ag/CLCh) and the second in the form of nanocompsite (Fe/MWCNT/TiO 2 -Ag) used to the photocatalytic reduction of Cr(VI) and photodegradation of phenol, respectively. The adsorbent and the synthesized catalysts are magnetically recoverable due to the properties of the iron oxide, which facilitates its reuse. The adsorbent film Fe/MWCNT/CLCh is a combination of the unique electrical properties of MWCNTs and their high surface area, chitosan and its functional amino and hydroxyl groups and the magnetic characteristics of iron oxide (magnetite and maghemite). In the batch adsorption studies, Fe/MWCNT/CLCh showed a maximum adsorption capacity determined by the Langmuir isotherm model for Cr(III) and Cr(VI) of 62.25 mg g -1 and 449.30 mg g -1 at 25 °C, respectively. The adsorbent was applied in the removal of total chromium and Cu, Ni and Zn metals from a real electroplating effluent and proved to be efficient in up to 10 consecutive cycles of reuse, promising for practical applications. The catalysts, Fe/MWCNT/TiO 2 -Ag/CLCh and Fe/MWCNT/TiO 2 - Ag had their catalytic performance evaluated in a photoreactor equipped with a UV-vis lamp (cut filter for λ > 300 nm). The Fe/MWCNT/TiO 2 -Ag/CLCh catalyst showed a Cr(VI) reduction efficiency of 97% aqueous solutions at 30 mg L -1 and a maximum Cr(III) adsorption capacity of 63.56 mg g -1 . This catalyst was also applied in Cr(VI) reduction of a real electroplating effluent and was stable in up to 4 reuse cycles. The Fe/MWCNT/TiO 2 - Ag nanocomposite presented 98% removal of phenol in aqueous solution (50 mg L -1 ) and a reduction of the total organic carbon (TOC) of 85%, in addition, the catalyst was efficient In 10 consecutive cycles of reuse.

Este trabalho tem como objetivo o estudo do reaproveitamento da parte metálica e a caracterização dos óxidos presente no resíduo de granito gerado na etapa de desdobramento. Inicialmente, foi feita a caracterização química e física do resíduo através de análise química, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e análise granulométrica. Após a caracterização do resíduo, foi dado inicio aos processos para a recuperação do Fe metálico que envolveram: separação magnética, mesa concentradora e ciclonagem. A separação magnética foi realizada em três etapas: a primeira onde se utilizou um separador magnético a úmido de alta intensidade, onde foi utilizado apenas o campo magnético remanescente do equipamento. Na segunda etapa, onde o material magnético obtido na primeira etapa foi submetido a uma nova separação magnética manual utilizando um imã de terras raras. Na terceira etapa, o material magnético obtido com o imã de terras raras foi submetido a uma separação magnética manual com um imã ferrítico. Nos ensaios de mesa concentradora, foram realizadas variações na inclinação da mesa, freqüência de oscilação e vazão de água de lavagem. Já nos ensaios de ciclone, o parâmetro variado foi à pressão de alimentação. Foram realizadas variações nos parâmetros dos equipamentos com o intuito de se aperfeiçoar e definir os melhores parâmetros para a recuperação do Fe metálico. Após cada ensaio, foi realizada a análise química volumétrica para a determinação do teor de Fe metálico obtido em cada produto. Pelos resultados obtidos, o método de separação magnética foi a que apresentou os melhores resultados, sendo possível a obtenção de um concentrado ferroso com 93% de Fe metálico e um concentrado granítico com 0,6% de Fe metálico. Já nos ensaios de mesa concentradora, o melhor resultado obtido foi um concentrado ferroso com apenas 13,7% de Fe metálico, e nos ensaios de ciclone foi possível à obtenção de um produto com apenas 7,2% de Fe metálico. A partir do concentrado ferroso e granítico obtido na separação magnética foi realizada a caracterização através de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e análise granulométrica. A partir do concentrado ferroso obtido, foram produzidos briquetes com uso de 2% de cal hidratada como aglomerante. Foram realizados testes de resistência mecânica a verde e a seco nos briquetes produzidos. Foi obtido uma resistência mecânica a verde de no máximo 1,02 kN e a seco de no máximo 3,59 kN. / The aim of this work is to study the reuse of the metallic part and the characterization of oxides present in the waste from granite sawing. First, the chemical and physical characteristics of the waste were analyzed by chemical analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and size analysis. Procedures for the metallic iron recovery (magnetic separation, concentrator table, and cyclonic separation) were performed after the waste characterization. Magnetic separation was performed in three phases. First, using a high intensity wet magnetic separator, which only the remaining magnetic field of equipment was utilized. In the second phase, the magnetic material obtained in first phase was subjected to a new manual magnetic separation using rare earth magnets. In a third phase, magnetic material obtained with rare earth magnets was subjected to manual magnetic separation using ferrite magnets. In the experiments of concentrator table, were carried out changes in table inclination, oscillation frequency and wash water flow. For cyclone tests, the varied parameter was the water supply pressure. Variations in equipment parameters were performed in order to improve and decide the best parameters for recovery of metallic iron. After each experiment, volumetric chemical analysis was performed to determine the metallic iron content of each product. The results show that the magnetic separation method had the best results since it is possible to obtain a ferrous concentrated with 93.0 wt. % metallic iron and granite concentrated with 0.6 wt. % metallic iron. While for concentrator table tests, the best result presented a ferrous concentrated with only 13.6 wt. % metallic iron; and for cyclone tests, a product with only 7.2 wt. % of metallic iron was obtained. Ferrous and granite concentrated from magnetic separation were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and size analysis. Using the obtained ferrous concentrated, briquettes were produced with 2 wt. % hydrated lime as binder. Produced briquettes were tested using dry and wet mechanical strength test. Wet mechanical strengths of up to 1.02kN were obtained, and a maximum of 3.59kN was registered to dry mechanical strength.

O resíduo da primeira destilação do vinho, a vinhaça, destaca-se dentre os demais gerados na produção de etanol de cana-de-açúcar pelo seu grande volume e alta concentração de substâncias orgânicas. O tratamento anaeróbio desse efluente pode melhorar suas características físico-química (e.g. pH e DQO) além de produzir um combustível alternativo ao gás natural, o biogás. No entanto, apesar dos possíveis ganhos energéticos e ambientais, essa tecnologia apresenta dificuldades em se tornar viável no setor sucroenergético. Tendo em vista esse cenário, este trabalho propõe uma nova análise termodinâmica, baseada no método exergético, do potencial da vinhaça e do biogás provindo de seu tratamento. Para isso, modelou-se a digestão anaeróbia da vinhaça por meio do ADM1 (Anaerobic Digestion Model Nº1) e atualizou-se o cálculo da exergia química deste efluente. Assim, os resultados obtidos indicam que o tratamento anaeróbio pode recuperar uma significativa parcela da exergia descartada com a vinhaça (44-52% de 189-1529 kJ/l), dependendo da degradabilidade e concentração do material orgânico, bem como o regime de operação do reator anaeróbio. Nota-se também, que apesar de a digestão anaeróbia ser mais eficiente com maiores tempos de retenção hidráulica, é preferível maximizar o volume de vinhaça tratada em detrimento da qualidade de conversão. Além disso, o desempenho anual da geração de biogás também é afetado pelo seu processo de partida e pela sazonalidade da produção de etanol. Por outro lado, a planta de biogás promove maiores reduções de exergia destruída em comparação com a fertirrigação e a concentração de vinhaça. Possíveis integrações térmicas entre a planta de biogás e a unidade de concentração de vinhaça foram propostas e analisadas, atingindo melhores eficiências exergéticas e reduzidas demandas térmicas. De forma geral, esse estudo demonstra a aplicação do método exergético na valorização de resíduos orgânicos por meio da produção de biogás. / The residue of the first distillation of wine, vinasse, stands outs in the sugarcane ethanol production due to its huge volume and high concentration of organic substances. The anaerobic treatment of this effluent can enhance its physical-chemical characteristics (e. g. pH and COD) in addition to produce an alternative fuel to natural gas, the biogas. However, although there are possible gains in the energy and environmental aspects, this technology presents difficulties to become viable in Brazilian market. Therefore, this work proposes a new thermodynamic analysis, based on the exergy method, of the potential of vinasse and biogas produced in its anaerobic treatment. In order to accomplish this, the anaerobic digestion of vinasse was modeled with ADM1 (Anaerobic Digestion Model Nº1) and the chemical exergy calculation of this effluent was updated. Thus, the results obtained indicate that the anaerobic treatment can recover a significant part of vinasse exergy (44-52% of 189- 1529 kJ/l), depending on the digestible material concentration, as well as the anaerobic reactor operation. It also can be notice that, although anaerobic digestion be more efficient at higher retention times, it is desirable to maximize treated vinasse volume to the detriment of conversion quality. Furthermore, the biogas production yearly performance is also affected by the reactor start-up process and the ethanol production seasonality. On the other hand, the biogas plant promotes higher reductions of exergy destruction in comparison with fertirrigation and vinasse concentration. Possible thermal integrations between the biogas plant and the vinasse concentration plant were proposed and analyzed, reaching better exergy efficiencies and reduced thermal demand. In general, this study demonstrates the exergy method application in organic residues upgrade by biogas production.

Este trabalho apresenta uma alternativa para a reciclagem dos resíduos de cromo da Indústria do Curtume incorporando-os na formulação de pigmentos cerâmicos. Inicialmente o resíduo de cromo foi tratado sendo realizada a extração de sais solúveis, cloretos, sulfatos, carbonatos e posterior calcinação para a eliminação de matéria-orgânica, tornando assim, viável sua utilização como pigmentos. Os ensaios realizados utilizaram as seguintes técnicas: fluorescência de raios X, espectroscopia por emissão de plasma atômico, espectrofotometria com difenilcarbazida, análises termodiferencial e termogravimétrica, difração de raios X, eletroforese capilar e microscopia eletrônica de varredura. Através destas análises foram feitos estudos das composições de pigmentos que favoreçam a incorporação do cromo a vidrados cerâmicos. A incorporação foi avaliada por testes de lixiviação ácida e identificação por eletroforese capilar e absorção atômica, confirmando teores abaixo dos limites especificados pela norma NBR10004. Foi possível incorporar até 10% do resíduo de cromo na produção de vidrados cerâmicos, resultando em boas características de cor e textura no vidrado final, mostrando o grande potencial de reciclagem dos resíduos de cromo da indústria do curtume como pigmentos cerâmicos. / In this work, an alternative for recycling the chromium waste from the leather industry, incorporating it to formulations of ceramic pigments was studied. Firstly, the characterization of chromium waste was performed, as well as the extraction of soluble salts, chlorides, sulfates, ad carbonates. After that, the calcination, for the elimination of the organic matter to turn viable the use of the waste as ceramic pigments was performed. The various stages were evaluated by: X-ray Fluorescence, Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer, Atomic Absorption, Spectroscopy with Dyphenylcarbazide, Differential Thermal Analysis and Thermogravimetry, X-ray Diffraction, Capillary Electrophoresis and Scanning Electron Microscopy. The results indicated that it is possible the incorporation of the waste into the ceramic glazes. Leaching tests were performed with the developed glazes and the chemical compositions of the leachates were determined by capillary electrophoresis and atomic absorption, confirming amounts lower than the ones specified by the Brazilian standard NBR10004. It was possible to incorporate 10wt.% of chromium residue in the production of inorganic pigments, resulting in glazes with good characteristics of color and texture, showing the great potential of recycling chromium waste from the tannery industry in the fabrication of pigments for the Ceramic Tile Industry.