Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-23T17:52:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252704.pdf: 2944779 bytes, checksum: a88f0c895fcb36279cf4c515580d7348 (MD5) / A indústria têxtil consome quantidade considerável de água durante os processos de tingimento e acabamento. Os corantes são extensivamente usados e os efluentes descarregados em rios ou plantas de tratamento público são altamente contaminados. A introdução de cor nos corpos receptores pode provocar, além de poluição visual, forte interferência nos processos fotossintéticos naturais. O objetivo do presente trabalho foi investigar a remoção dos corantes reativos, Preto Reativo 5 e Laranja Reativo 16, através do processo combinado de tratamento coagulação/adsorção em carvão ativado. Um carvão ativado derivado de cascas de coco foi utilizado como adsorvente e cloreto de alumínio foi escolhido como coagulante. Visando obter as melhores condições de remoção dos corantes, verificou-se a influência dos seguintes parâmetros: dosagens de coagulante e alcalinizante, condições operacionais ótimas de agitação e sedimentação, pH da solução aquosa, agitação do banho, granulometria do adsorvente, temperatura da mistura e adição de sal (cloreto de sódio). Espectrofotometria foi a técnica de análise utilizada para medir a concentração do corante remanescente na fase fluida. Os modelos de isotermas de Langmuir, Freundlich e Radke & Prausnitz foram utilizados para correlacionar os resultados experimentais, tendo apresentado boa correlação. A eficiência de remoção foi de aproximadamente 90% e 84% para o Preto 5 e Laranja 16, respectivamente. Para a avaliação final do efluente obtido após o processo de coagulação e adsorção, foram realizados testes de toxicidade aguda com Artemia salina e Daphnia magna, verificando-se que o efluente final não era tóxico. O processo combinado coagulação/adsorção mostrou-se uma excelente opção para a remoção de corantes reativos. The textile industry consumes considerable amounts of water during the dyeing and finishing operations. Dyes are extensively used and hence wastewaters discharged in rivers or public sewage treatment plants are highly contaminated. The introduction of color in rivers can provoke, beyond visual pollution, strong interference in the natural photosynthetic processes. The aim of the present work was to investigate the removal of reactive dyes, Reactive Black 5 and Reactive Orange 16, through of combined process coagulation/adsorption in activated carbon. A coconut-based powdered activated carbon was used as an adsorbent and aluminum chloride was chosen as a coagulant. In order to get the best removal condition for these dyes, it was verified the influence of the lkalinity, optimal operating conditions of agitation and sedimentation, aqueous solution pH, agitation, adsorbent particle size, temperature of mixture and addition of sodium chloride. Spectrofotometry was the entration of the dye remained in the fluid phase. Adsorption results of reactive dyes were analyzed by Langmuir, Freundlich and Radke & Prausnitz isotherms models and showed good correlation. The dye removal efficiencies were approximately 90% and 84%, for Black 5 and Orange 16, respectively. For the final evaluation of the effluent, obtained after the coagulation and adsorption process, acute toxicity tests were carried out with Artemia salina and Daphnia magna, and the results obtained showed that the final effluent was not toxic. The combined coagulation/adsorption process was an excellent option for removal of reactive dyes.

[pt] Rejeitos da mineração contendo grandes quantidades de finos são constantemente descartados em barragens. A recuperação da água contida nesses rejeitos depende, dentre outros fatores, da remoção de reagentes residuais e material particulado fino, que, devido às suas características de tamanho e cargas superficiais requerem tempos de sedimentação impraticáveis industrialmente. Partículas em suspensão, com diâmetro médio inferior a 2 micrometro, não podem ser removidas por sedimentação simples pois, devido às suas cargas superficiais, permanecem em repulsão mútua, promovendo uma estabilidade eletrostática da polpa. Entretanto, o estado de dispersão dessas partículas está diretamente relacionado ao potencial eletrostático de superfície, sendo necessárias etapas de desestabilização de cargas e agregação, por meio de coagulação e floculação. Na indústria mineral as poliacrilamidas são os polímeros comerciais mais comumente utilizados; porém, com a demanda por floculantes de menor custo e ambientalmente amigáveis, como os polímeros naturais de uso ainda incipiente, a quitosana e o ácido húmico passam a ser atrativos para sua aplicação em polpas minerais. Para este caso de estudo serão avaliados um rejeito de níquel e lama vermelha, ambos provenientes de unidades industriais. O pH é uma variável muito influenciável no processo, porém mediante a análise do potencial zeta foram medidas as cargas superficiais resultantes e se determinou o pH de trabalho para cada uma das polpas. A qualidade dos flocos formados tem forte dependência com as condições operacionais de formação como tipo de reagentes e suas combinações, porém mediante a utilização do planejamento experimental foram estudadas variáveis como concentração de sólidos, dosagens de quitosana e de ácido húmico, velocidade e tempo de agitação. Os parâmetros do processo foram otimizados por meio da obtenção e ajuste de modelos matemáticos. Os ensaios de floculação tiveram como variável de resposta a turbidez do sobrenadante e os resultados foram ajustados atendendo às normas ambientais vigentes para reuso da água. Para o rejeito de Ni, em um pH próximo de 7, obteve-se um modelo quadrático, que conferido experimentalmente com as condições otimizadas deu uma resposta de turbidez de 32 NTU. Para o caso da lama vermelha obtiveramse dois modelos: em pH igual a 12 obteve-se um modelo linear, que gerou uma resposta de turbidez de 33 NTU e em pHigual a 8 obteve-se um modelo quadrático, conferido experimentalmente uma resposta de turbidez de 31 NTU. Dessa forma, nota-se que, para os polímeros estudados, é possível reduzir a turbidez de fluxos de sobrenadantes com eficiência de até 90 por cento. / [en] Mining waste containing large amounts of fines are constantly disposed of in dams. The recovery of water contained in these wastes depends, among other factors, the removal of residuals reagents and fine particulate material, which due to their size and surface charge characteristics require of sedimentation times impractical industrially. Suspended particles with an average diameter of less than 2 micrometre, can not be removed by simple sedimentation by reason of their surface charges, remain in mutual repulsion, promoting an electrostatic stability of the pulp. However, the dispersion state of the particles is directly related to the electrostatic surface potential, and steps necessary to destabilize charges and aggregation, through coagulation and flocculation. Polyacrylamides are the most commonly used commercial polymers at the mineral industry; however, the demand for flocculants of lower cost and environmentally friendly, such as natural polymers have incipient use as chitosan and humic acid, become attractive for application in mineral slurries, for this case study will be evaluated the tailings of Ni and the red mud. pH is a very influenceable variable in the process but by an analysis of the zeta potential were measured of resulting surface charges and determined of pH for each of the slurries. The quality of the flakes have formed strong dependence on operating conditions of formation as a kind of reagents and their combinations, but by using the experimental design were studied variables such as of solids concentration, chitosan, humic acid, stirring speed and stirring time. With the obtained mathematical models, were the optimizations conducted of the process parameters. In tests of flocculation, it had turbidity as response variable of the supernatant and the results were adjusted taking into account the environmental standards for water reuse. To Ni in a pH next to 7, there was obtained a quadratic model, given the conditions optimized experimentally gave a turbidity response of 32 NTU. For the case of red mud was obtained two models at pH 12 was obtained as a linear model given experimentally gave a turbidity response of 33 NTU and pH 8 was obtained a quadratic model, given experimentally has a turbidity response of 31 NTU, which show that it is possible to reduce overflow the turbidity from 500 NTU to less than 50 NTU.