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Aplicação do processo de electro-foto-fenton-solar na degradação de compostos orgânicos recalcitrantesNunes, Diogo Alberto Amorim January 2010 (has links)
Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010
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Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção / Characteristics of chromium from electroplating sludge: technical and economic evaluation of removal processesAlves, Lucas Campaner 05 February 2016 (has links)
O lodo gerado em processos de galvanoplastia é classificado pela ABNT NBR 10.004/04 como perigoso (classe I). Na literatura encontram-se poucos estudos referentes à recuperação do cromo presente no lodo gerado em sistemas de tratamento de efluentes de indústrias de galvanoplastia. Neste sentido, o presente estudo avaliou a remoção do cromo presente no lodo de galvanoplastia por meio de dois processos, visando avaliar à eficiência técnica e a viabilidade econômica de ambos. O Processo 1 consistiu na remoção do cálcio utilizando o ácido cítrico, seguida de lixiviação ácida. Na etapa de oxidação, variou-se a temperatura em 40ºC, 60ºC e 80ºC e no tempo de 30, 60 e 90 minutos, tendo em vista que a eficiência do processo de oxidação depende da temperatura e tempo. Nesta etapa do processo as concentrações de peroxido de hidrogênio (H2O2) utilizadas foram de 1,50, 3,00 e 4,50 mol.L-1. O Processo 2 realizou a oxidação do cromo sem efetuar as etapas de extração do cálcio e a lixiviação ácida. A oxidação do cromo ocorreu pelo mesmo método apresentado no Processo 1. A caracterização elementar da amostra determinou que o principal elemento constituinte do lodo é o cálcio (20,05% em massa), e que dentre os metais pesados destacam-se o cromo e o níquel (6,52% e 4,33% em massa, respectivamente). A maior eficiência de remoção do cálcio foi obtida na razão mássica de 8,00 (ácido cítrico/hidróxido de cálcio), com 51,76% em massa, seguida pela razão mássica de 5,50 com 36,75% em massa e 2,50 com 24,83% em massa. O melhor resultado de oxidação do cromo no Processo 1 foi obtido com tempo de 30 minutos, temperatura de 60ºC e concentração de peroxido de hidrogênio de 3,00 mol.L-1, com eficiência de 41,09% em massa. No Processo 2, obteve-se a remoção de 37,96% em massa de cromo a temperatura de 80ºC, por uma hora e 3,00 mol.L-1 de peróxido de hidrogênio. Avaliando os custos para remoção do cromo dos dois processos, determinou-se que o Processo 1 foi mais oneroso que o 2, porém ambos não apresentaram viabilidade econômica para aplicação em escala industrial. Nos dois processos efetuou-se a oxidação do cromo presente no lodo de galvanoplastia, permitindo a sua remoção parcial neste resíduo. Com isso obtiveram-se ganhos ambientais, pela diminuição deste elemento no resíduo de galvanoplastia, que na maioria das vezes é disposto em aterros classe I, gerando um passivo ambiental. / The sludge generated in electroplating processes is classified by NBR 10.004/04 as a hazardous material (class I). In the literature, few studies report the recovery of chromium present in the electroplating sludge generated in the industries. In this sense, the present study conducted the removal of chromium in the electroplating sludge through two different processes, aiming to evaluate their efficiency and economic viability. The first process removed calcium through the use of citric acid being performed by varying the ratio of citric acid/calcium hydroxide (2.5, 5.5 and 8.0). Then, were performed the leaching of the samples. According to the literature, the efficiency of the oxidation process varies depending on the reaction temperature, time and concentration of hydrogen peroxide. For this reason, samples were heated to a temperature ranging from 40°C, 60°C and 80°C. Also, were conducted variations in the concentrations of hydrogen peroxide (1.5, 3.0 and 4.5 mol.L-1) and reaction time (30, 60 and 90 minutes). The second Process consisted in the chrome recovery by using the galvanic sludge without removal of the calcium and acid leaching. The chrome oxidation occurred by the same method shown in Process 1. Elemental characterization of the samples determined that the primary sludge constituent was calcium (20.05% by weight), and in terms of heavy metals, the chromium and the nickel (6.52% and 4.33% by mass, respectively). Most of calcium removal efficiency was obtained at a rate of 8 with 51.76% by mass, then the ratio of 5.50 to 36.75% by mass and 2.50 to 24.83% by mass. The best oxidation result of chromium in Process 1 was obtained using a time of 30 minutes, 60°C and hydrogen peroxide concentration of 3 mol.l-1, with 41.09 wt% efficiency. In Process 2 was obtained the removal of 37.96% by mass of chromium temperature of 80°C, for one hour and 3,00 mol.l-1 of hydrogen peroxide. Evaluating the costs for chrome removal of the two processes was determined that the Process 1 was more costly than 2, but both showed no economic feasibility for implementation on an industrial scale. However, in both cases occurred the oxidation of chromium present in the electroplating sludge, allowing its removal from the residue. Thus, environmental gains have been achieved by the reduction of this element in electroplating waste, which mostly is intended for landfill class I, generating an environmental liability.
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Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção / Characteristics of chromium from electroplating sludge: technical and economic evaluation of removal processesLucas Campaner Alves 05 February 2016 (has links)
O lodo gerado em processos de galvanoplastia é classificado pela ABNT NBR 10.004/04 como perigoso (classe I). Na literatura encontram-se poucos estudos referentes à recuperação do cromo presente no lodo gerado em sistemas de tratamento de efluentes de indústrias de galvanoplastia. Neste sentido, o presente estudo avaliou a remoção do cromo presente no lodo de galvanoplastia por meio de dois processos, visando avaliar à eficiência técnica e a viabilidade econômica de ambos. O Processo 1 consistiu na remoção do cálcio utilizando o ácido cítrico, seguida de lixiviação ácida. Na etapa de oxidação, variou-se a temperatura em 40ºC, 60ºC e 80ºC e no tempo de 30, 60 e 90 minutos, tendo em vista que a eficiência do processo de oxidação depende da temperatura e tempo. Nesta etapa do processo as concentrações de peroxido de hidrogênio (H2O2) utilizadas foram de 1,50, 3,00 e 4,50 mol.L-1. O Processo 2 realizou a oxidação do cromo sem efetuar as etapas de extração do cálcio e a lixiviação ácida. A oxidação do cromo ocorreu pelo mesmo método apresentado no Processo 1. A caracterização elementar da amostra determinou que o principal elemento constituinte do lodo é o cálcio (20,05% em massa), e que dentre os metais pesados destacam-se o cromo e o níquel (6,52% e 4,33% em massa, respectivamente). A maior eficiência de remoção do cálcio foi obtida na razão mássica de 8,00 (ácido cítrico/hidróxido de cálcio), com 51,76% em massa, seguida pela razão mássica de 5,50 com 36,75% em massa e 2,50 com 24,83% em massa. O melhor resultado de oxidação do cromo no Processo 1 foi obtido com tempo de 30 minutos, temperatura de 60ºC e concentração de peroxido de hidrogênio de 3,00 mol.L-1, com eficiência de 41,09% em massa. No Processo 2, obteve-se a remoção de 37,96% em massa de cromo a temperatura de 80ºC, por uma hora e 3,00 mol.L-1 de peróxido de hidrogênio. Avaliando os custos para remoção do cromo dos dois processos, determinou-se que o Processo 1 foi mais oneroso que o 2, porém ambos não apresentaram viabilidade econômica para aplicação em escala industrial. Nos dois processos efetuou-se a oxidação do cromo presente no lodo de galvanoplastia, permitindo a sua remoção parcial neste resíduo. Com isso obtiveram-se ganhos ambientais, pela diminuição deste elemento no resíduo de galvanoplastia, que na maioria das vezes é disposto em aterros classe I, gerando um passivo ambiental. / The sludge generated in electroplating processes is classified by NBR 10.004/04 as a hazardous material (class I). In the literature, few studies report the recovery of chromium present in the electroplating sludge generated in the industries. In this sense, the present study conducted the removal of chromium in the electroplating sludge through two different processes, aiming to evaluate their efficiency and economic viability. The first process removed calcium through the use of citric acid being performed by varying the ratio of citric acid/calcium hydroxide (2.5, 5.5 and 8.0). Then, were performed the leaching of the samples. According to the literature, the efficiency of the oxidation process varies depending on the reaction temperature, time and concentration of hydrogen peroxide. For this reason, samples were heated to a temperature ranging from 40°C, 60°C and 80°C. Also, were conducted variations in the concentrations of hydrogen peroxide (1.5, 3.0 and 4.5 mol.L-1) and reaction time (30, 60 and 90 minutes). The second Process consisted in the chrome recovery by using the galvanic sludge without removal of the calcium and acid leaching. The chrome oxidation occurred by the same method shown in Process 1. Elemental characterization of the samples determined that the primary sludge constituent was calcium (20.05% by weight), and in terms of heavy metals, the chromium and the nickel (6.52% and 4.33% by mass, respectively). Most of calcium removal efficiency was obtained at a rate of 8 with 51.76% by mass, then the ratio of 5.50 to 36.75% by mass and 2.50 to 24.83% by mass. The best oxidation result of chromium in Process 1 was obtained using a time of 30 minutes, 60°C and hydrogen peroxide concentration of 3 mol.l-1, with 41.09 wt% efficiency. In Process 2 was obtained the removal of 37.96% by mass of chromium temperature of 80°C, for one hour and 3,00 mol.l-1 of hydrogen peroxide. Evaluating the costs for chrome removal of the two processes was determined that the Process 1 was more costly than 2, but both showed no economic feasibility for implementation on an industrial scale. However, in both cases occurred the oxidation of chromium present in the electroplating sludge, allowing its removal from the residue. Thus, environmental gains have been achieved by the reduction of this element in electroplating waste, which mostly is intended for landfill class I, generating an environmental liability.
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Desenvolvimento de processos de oxidação fotocatalítica solar para depuração de lixiviados de aterro sanitáriosFerreira, Rui Pedro Oliveira Gomes January 2012 (has links)
Tese de Mestrado Integrado. Engenharia do Ambiente. Área de Especialização de Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012
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Modelagem de processos de oxidação de nanotubos de carbono de parede única em meio ácidoPorto, Arthur Barra 28 February 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-02-28 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O presente trabalho se divide em duas etapas, a primeira constituída de uma análise de reatividade entre nanotubos de carbono (CNT) e o agente oxidante íon nitrônio (NO2+) e a segunda etapa o estudo do cluster formado entre o íon nitrônio e sua primeira camada de hidratação. Na primeira etapa, foi utilizada a metodologia da Teoria do Funcional de Densidade (DFT), com funcional B3LYP e conjunto de funções de base 6-31G e 6-31G(d) para avaliar os três modelos de CNT propostos, todos isômeros com fórmula molecular C110H20, porém, dois contendo defeito topológico em diferentes arranjos e um perfeito. Nessa etapa, foram realizados cálculos de otimização de geometria e frequência vibracional dos sistemas isolados. Observou-se que os sistemas contendo defeito topológico levam a um rearranjo das cargas eletrônicas dispersas na superfície do CNT, resultando na criação de pontos de cargas positivas e negativas, susceptíveis ao ataque de nucleófilos e eletrófilos, respectivamente. Ainda dentro dessa etapa, foi avaliada a adsorção do íon nitrônio sobre o CNT em diversas posições, evidenciando que os sistemas contendo defeitos são mais reativos do que o tubo perfeito. Foi elaborada uma proposta para o princípio do mecanismo de oxidação, o qual leva a transferência de oxigênio para a superfície do tubo, formando um epóxido com liberação de NO. Em uma segunda etapa foi analisado o cluster NO2+(H2O)n, com n=1,2,3 e 4, a fim de explorar as propriedades estruturais e energéticas desses sistemas. Diferentes níveis de teoria foram utilizados, incluindo os funcionais B3LYP, B972 e M062X, e também, MP2 e MP4, sendo aplicado, em todos os níveis, diversos conjuntos de funções de base, desde 6-31+G(d) até aug-cc-pVTZ. Alguns pontos relevantes foram observados, como o fato da carga positiva estar concentrada no átomo de nitrogênio com o aumento do número de moléculas de água e as energias de hidratação possuírem valores médios de -19,0±0,4 kcal/mol, -36,0±0,7 kcal/mol, -50,6±0,8 kcal/mol e -63,3±0,8 kcal/mol para n=1,2,3 e 4 respectivamente. / This work is divided in two parts; the first one consisted on the analysis of the interaction process between carbon nanotubes (CNT) and the oxidant agent nitronium ion (NO2+). The second part addressed the analysis of structure and energy of the cluster formed between the nitronium ion and its first solvation shell. In the first part we used the density functional theory (DFT) with B3LYP functional and basis set 6-31G and 6-31G(d) to evaluate the three CNT isomers with molecular formula C110H20, including two with topological defect in different arrangements. Geometry optimization and vibrational frequency calculations for isolated molecules were carried out. It was observed that the systems with topological defects led to a rearrangement of electronic charges in the CNT surface, resulting in positive and negative carbon atoms, which are more susceptible to nucleophilic and electrophilic attack, respectively. The nitronium ion adsorption on the CNT surface was also evaluated showing that the systems containing defects are more reactive then the pristine isomer. In addition, a proposal for the oxidation mechanism was made, leading to an epoxide group on the CNT surface and releasing a NO molecule. In the second part, the cluster NO2+(H2O)n, with n = 1,2,3 and 4, was analyzed in order to explore the structural and energy properties, as well as to assess the different methodologies. DFT approach with B3LYP, B972 and M062X functionals, and MP2 and MP4with distinct basis sets, from 6-31G+(d) to aug-cc-pVTZ were used. The results showed that positive charge is concentrated on the nitrogen with increasing number of water and the average hydration energy were -19.0±0.4 kcal/mol, -36.0±0.7 kcal/mol, -50.6±0.8 kcal/mol e 63.3±0.8 kcal/mol for n=1,2,3 e 4 respectively.
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