Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Larissa Schmatz Mallmann.pdf: 2003631 bytes, checksum: 519afeaebe0e29d763ac273daff04487 (MD5) Previous issue date: 2009-02-12 / The increase in agriculture on foodstuff demand asked for an alternative of development and expansion, as well as the use of chemicals that could increase productivity. The use of glyphosate herbicide is an example, since it is mainly applied on soybean crop. The western Paraná State turns up as an important producer of grains and swine, but the wastes produced on swine activity are also potential environmental polluters when wrongly managed. So, the use of swine wastewater comes as an alternative source of microorganisms to degrade this herbicide in soil. In this study, it was evaluated the glyphosate displacement in soil, using swine wastewater as a source of microorganisms and organic matter. Four acrylic columns were prepared with soil (sterile or not), wastewater or distilled water and a glyphosate solution (112.5 g L-1). After the preparation, the columns were incubated for seven days in BOD incubator at 23°C, so that microorganisms could be adapted to the medium. Then, the leaching test was carried out and the samples were analyzed by high-performance liquid chromatography. The treatments showed similar behavior among themselves and there was no peak that could represent glyphosate. This suggests that it has been adsorbed or was mineralized. At last, organic matter did not influence any treatment. / Em virtude do aumento na demanda por alimentos, buscou-se na agricultura, como alternativa de desenvolvimento e expansão, o uso de produtos químicos que aumentassem a produtividade. Um exemplo é a utilização do herbicida glifosato, aplicado principalmente na cultura da soja. O oeste do Estado do Paraná apresenta-se como importante produtor de grãos e de suínos, porém os efluentes gerados na atividade da suinocultura apresentam-se como potenciais poluidores ambientais, quando mal manejados. Uma alternativa é utilização da água residuária da suinocultura como fonte de micro-organismos para degradar o herbicida presente no solo. Neste estudo, avaliou-se o deslocamento do glifosato no solo, utilizando-se água residuária de suinocultura como fonte de micro-organismos e matéria orgânica. Foram montadas 4 colunas de acrílico contendo solo (estéril ou não), água residuária ou destilada e solução de glifosato (112,5 g L-1). Após a montagem, as colunas ficaram incubadas por 7 dias em estufa BOD a 23 ºC, para que os micro-organismos pudessem se adaptar ao meio. Em seguida, foi realizado o ensaio de lixiviação e analisaram-se as amostras em cromatografia líquida de alta eficiência. Os tratamentos mostraram comportamento semelhante entre si, não existindo pico representando o glifosato, sugerindo que este tenha ficado adsorvido ou que foi mineralizado. A matéria orgânica também não teve influência nos tratamentos.

Este trabalho investiga a utilização do solo do Aterro Sanitário de Rio das Ostras como forma de tratamento de lixiviado, de modo a quantificar a redução de contaminastes, cor e valores de DQO. A utilização do solo argiloso para redução de contaminantes, cor e valores de valores de DQO foi estudada usando três lixiviados diferentes: Rio das Ostras, Morro do Céu e aterro grande porte em ensaios para medida de sorção. As análises de redução de cor e valores de DQO foram realizadas, tendo o resultado mostrado uma redução de cor que variou de 45 a 73% e valores de DQO entre 7 e 66%, usando ensaios do tipo Batch Tests pelo Método CSI. Outros ensaios foram realizados pelo Método ECI de Batch Tests que mostraram resultados melhores de redução de cor, entre 60 e 80% apresentando uma capacidade de sorção do solo argiloso de 22 mg/g. Os ensaios de sorção, com os três lixiviados, foram também utilizados, para estudo do comportamento de certos contaminantes amônio, potássio, sódio e cálcio com relação ao solo argiloso de Rio das Ostras. Foi observada uma dessorção para os íons sódio e cálcio e também uma alta sorção para os íons amônio e potássio. O solo e o lixiviado do Aterro Sanitário de Rio das Ostras foram utilizados para pesquisa de determinação dos coeficientes de difusão molecular para os íons amônio, potássio, sódio, cloreto e cálcio, simulados nos programas computacionais POLLUTE e MPHMTP. Os resultados do coeficiente de difusão para o POLLUTE variaram entre 0,03 m2/ano e 0,1 m2/ano sendo no MPHMTP de 0,06 m2/ano a 0,1 m2/ano. Os dados experimentais mostraram melhor comportamento nas simulações realizadas no MPHMTP. / This work is an investigation study of the use of Rio das Ostras MSW clay soil as a leachate treatment. The activity of the clay soil for color and COD reduction was studied using three different leachates: Rio das Ostras, Morro do Céu and another one without identification. Analysis of the color and COD reduction were performed and the results for color reduction vary from 45 to 73% and the COD reduction from 7 to 66 %, using CSI Batch Tests. Other tests using one of the leachates with ECI Batch Tests presented better results for color reduction, the results of ECI tests showed an sorption capacity for the clay soil of 22 mg/g. The sorption tests, with the three leachates, were also performed to study the behavior of certain contaminants; Sodium, Ammonium, Potassium and Calcium in the presence of a clay soil from Rio das Ostras MSW. A Sodium and Calcium desorption was observed as well as a higher sorption for ammonium and potassium. The molecular diffusion coefficients determination using the soil and the leachate of Rio das Ostras MSW for the Chloride, Sodium, Ammonium, Potassium and Calcium ions were researched and the software POLLUTE and MPHMPT (Multi Phase Heat and Mass transfer program) were used. The results vary between 0,03 m2/year to 0,1 m2/year for POLLUTE software and 0,06 m2/year to 0,1 m2/ year for MPHMPT model. The experimental data showed better agreement for MPHMPT.

Neste estudo, a sorção e recuperação de íons metálicos de resíduos sólidos industriais provenientes de uma indústria de galvanoplastia situada no Rio de Janeiro (Brasil) foram investigadas através da utilização de duas resinas comerciais de troca iônica: Lewatit VPOC 1800 (fortemente ácida, tipo gel) e Lewatit VPOC 1960 (fortemente básica, tipo gel), produzidas pela Lanxess-Bayer Chemicals. As características físico-quimicas das resinas e do lodo galvânico foram determinadas. Os estudos de sorção das resinas foram conduzidos em batelada e em coluna. Baseado nesses estudos, os parâmetros de sorção e das curvas de ruptura foram determinados. Os estudos de equilíbrio e cinética de sorção também foram realizados. O resíduo de galvanoplastia era composto pelos metais: Cu2+, Fe3+, Al3+, Ni2+ e Cr3+. A capacidade de sorção qe das resinas Lewatit VPOC 1800 variou entre 0,1-1,9 mg g-1 para Cu2+, 0,01-0,6 mg g-1 para Fe3+ e 0,2-0,4 mg g-1 para Al3+. Enquanto que para a resina Lewatit VPOC 1960, os valores de qe variou entre 0,01-0,4 mg g-1 para Cu2+ e 0,01 0,2 mg g-1 para Fe3+ dependendo da concentração do metal e do tempo de contato. A capacidade de sorção para a resina Lewatit VPOC 1960 foi restrita para íons Cu2+ e Fe3+ os quais formam complexos aniônicos com íons Cl-. O modelo de Freundlich foi o mais adequado para descrever o equilíbrio de troca iônica de ambas as resinas. Já em relação ao mecanismo de sorção, o modelo pseudo-segunda ordem tipo 1 foi o mais aplicável. O ponto de ruptura das resinas Lewatit VPOC 1800 e Lewatit VPOC 1960 em relação aos íons Cu2+ocorreu quando passou através da coluna, 1860 cm3 e 2220 cm3 de solução de resíduo sólido respectivamente (20 g de resina, 100 mg L-1 de íons Cu2+, vazão de 60 cm3 min-1). Os íons metálicos Cu2+, Fe3+, Al3+, foram dessorvidos em alta proporção da resina Lewatit VPOC 1800 passando pela coluna solução aquosa de H2SO4 2,4 mol L-1. Já os metais Cu2+ e Fe3+ foram eluídos da resina Lewatit VPOC 1960 com solução aquosa de HCl 2,0 mol L-1. A recuperação seletiva de Cu2+ não foi alcançada porque Cu2+ e Fe3+ precipitam na mesma faixa de pH / In the present study, the sorption and recovery of metal ions from industrial solid residues proceeding from galvanoplasty industry (Rio de Janeiro, Brazil) was investigated by using two commercial ion exchange resins Lewatit VPOC 1800 (strong acid, gel type) and Lewatit VPOC 1960 (strong basic, gel type) produced by Lanxess - Bayer Chemicals. The physical-chemical characteristics of the resins and galvanic sludge were determined. The studies of sorption of the resins were conduced under batch and column conditions. Based on these studies the sorption parameters and the breakthrough curves for both resins were determined. Studies of equilibrium and kinetic of the sorption were also performed. The electroplating residue were composed of the metals Cu2+, Fe3+, Al3+, Ni2+ and Cr3+. The sorption capacity qe of the resin Lewatit VPOC1800 varied between 0.1-1.9 mg g-1 to Cu2+, 0.01-0.6 mg g-1 to Fe3+ and 0.2-0.4 mg g-1 to Al3+. While for the resin Lewatit VPOC1960 the values of qe varied between 0.01-0.4 mg g-1 to Cu2+ and 0.01-0.2 mg g-1 to Fe3+ depending of the metal concentration and contact time. The sorption capacity for Lewatit VPOC1960 was restricted to ions Cu2+ and Fe3+ that to form anionic complexes with chloride. The Freudlich model was more adequate to describe the ion exchange equilibrium for both resins and the sorption mechanism was compliant to the kinetic model of pseudo second order type 1. The breakpoint to Cu2+ occurred after passing 1860 cm3 and 2220 cm3 of residue solution through the resins Lewatit VPOC1800 and Lewatit VPOC1960, respectively (20 g of the resin, 100 ppm of Cu2+, flow rate of 60 cm3 min-1). The metals Cu2+, Fe3+ and Al3+ were desorbed on high proportion of the Lewatit VPOC1800 through passing a aqueous solution H2SO4 2.4 mol L-1. Already the metals Cu2+ and Fe3+ were eluted to Lewatit VPOC1960 with HCl aqueous solution 2.0 mol L-1. The selective recuperation of the Cu2+ was not reach because the Cu2+ and Fe3+ precipitated on similar pH

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-25T12:44:58Z No. of bitstreams: 1 VALÉRIO CARLOS DE ALMEIDA CRUZ - TESE (PPGEP) 2013.pdf: 2545282 bytes, checksum: 3f37053bbbe74448ce66d692fa5819c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T12:44:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VALÉRIO CARLOS DE ALMEIDA CRUZ - TESE (PPGEP) 2013.pdf: 2545282 bytes, checksum: 3f37053bbbe74448ce66d692fa5819c1 (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / Capes / O presente trabalho tem como objetivo o estudo teórico/experimental da sorção de água em compósitos poliméricos reforçados com fibras de macambira (Bromélia Laciniosa). Foi utilizado como matriz polimérica uma resina de poliéster insaturado e fibras de Macambira originárias do cariri paraibano. Os compósitos foram confeccionados com 70% de poliéster e 30% de fibras cortadas em tamanhos de aproximadamente 3 cm. Os ensaios de sorção de água foram realizados com amostras de 3 mm e 6 mm de espessura nas temperaturas de 25, 50 e 70°C. Uma modelagem matemática tridimensional transiente foi usada para predizer a transferência de massa durante a sorção de água destes compósitos. A cinética de sorção de água nos compósitos mostrou ser influenciada pela sua relação área/volume. Verificou-se que em tempos curtos, aproximadamente 50 horas, e temperatura de processo mais elevadas, os corpos com maior relação área/volume apresentam uma maior velocidade de sorção. Em tempos longos, os compósitos com maior relação área/volume e maior temperatura de processo apresentam maiores teores de água sorvida. O teor de umidade de equilíbrio dos compósitos com 30% de fibras de Macambira apresentaram valores de 16,8%, a 25°C, 17,00% a 50°C e 19,10% a 70ºC, para as espessuras de 3 mm, e de 12,5% a 25°C, 15,8% a 50°C e 14,8% a 70ºC, para a espessura de 6 mm. Resultados teóricos do teor de umidade médio dos compósitos foram comparados com dados experimentais e um bom ajuste foi obtido. Desta comparação, os coeficientes de difusão de massa foram obtidos para cada condição experimental. / This reseach aims to study theoretically and experimentally water absorption in polymer composites reinforced with macambira fiber (BromeliaLaciniosa). As polymer matrix was used unsaturated polyester resin and macambira fiber from cariri region of the Paraiba state. The composite samples were manufactured with 70% polyester resin and 30% macambira fiber (3cm length). Experiments were carried out in samples with 3 and 6 mm thickness at the temperatures 25, 50 and 70ºC. A transient 3D mathematical model was used to predict mass transfer during water sorption of the composites. It was verified that the water sorption kinetic is affected by area /volume relationships. For short time, approximately 50 h, the sample with lower area/volume relationships and higherprocess temperature presents a larger water absorption velocity, and for long times, these samples presents higher equilibrium water content. Equilibrium moisture content of the samples were 16.8% at 25ºC, 17.00%. at 50ºC and 19.10% at 70ºC, for 3 mm thickness, and 12.5% at 25ºC, 15.8% at 50ºC and 14.8% at 70 ºC, for 6 mm thickness. Predicted results of the moisture content of the composites were compared with experimental data, and a good agreement was verified. From this comparison diffusion coefficients were obtained for different experimental conditions.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-20T16:48:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1580390 bytes, checksum: 95953d80a446928db3cf87ed81dbb2af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T16:48:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1580390 bytes, checksum: 95953d80a446928db3cf87ed81dbb2af (MD5) Previous issue date: 2003-03-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Atividades agrícolas potencializam a mobilização de sedimentos, nutrientes e herbicidas em escoamento superficial, por esta razão, tem sido crescente o uso de zonas ripárias na proteção a qualidade dos cursos d água, uma vez que estas têm se mostrado eficientes na retenção de areia, silte e nutrientes, evitando que estes cheguem aos sistemas aquáticos. A maioria dos herbicidas é fortemente adsorvida às argilas coloidais que, em zonas ripárias são menos eficientemente removidas em comparação às partículas de silte e areia. Entretanto, existe pouca informação sobre a retenção de herbicidas neste sistema. No escoamento superficial, os herbicidas podem ser transportados na forma dissolvida ou associados às partículas coloidais dos sedimentos. Neste trabalho, investigou-se a retenção da atrazina (com forte adsorção ao solo e baixa solubilidade em água), do picloram (fraca adsorção ao solo e alta solubilidade em água) e da caulinita, partícula de argila com alta mobilização de solutos, em escoamento superficial, em zonas ripárias. Com o intuito de avaliar o potencial e a taxa de adsorção dos herbicidas no horizonte O, experimentos de equilíbrio e cinética de adsorção realizados em laboratório foram desenvolvidos previamente. Os resultados indicaram que, após 24 horas, 30% da concentração de atrazina permaneceu adsorvida no horizonte O. Contudo, o picloram não apresentou adsorção significativa. O escoamento superficial foi gerado com o auxílio de um distribuidor da mistura, em parcelas de 5 x 10 m, de 2 a 20% de declividade, localizadas dentro de zonas ripárias e situadas em áreas de silvicultura, na região Nordeste do Estado da Geórgia, EUA. A aplicação da mistura nas parcelas, com o intuito de se gerar escoamento superficial, foi realizada em duas épocas do ano: no verão (estação seca) e no inverno (estação chuvosa). Para avaliação do efeito da camada de liteira na retenção da argila e dos herbicidas, removeu-se o horizonte O em três parcelas experimentais para que as mesmas servissem como testemunha. Durante o período de aplicação, foram coletadas amostras da mistura em escoamento ao longo da zona ripária (no ponto de aplicação e a 2, 4, 6 e 10 metros do ponto de aplicação). Os dados foram ajustados ao modelo aplicado em tratamentos por escoamento superficial, indicando as taxas de remoção dos contaminantes em função da distância. O modelo ajustado poderá ser utilizado na determinação de remoção de contaminantes em outras localidades. Os resultados indicaram reduções de 70, 33 e 6% na concentração de caulinita, atrazina e picloram, respectivamente, na mistura em escoamento, nas parcelas em que o horizonte O foi mantido. A redução da concentração dos três poluentes ao longo da zona ripária não apresentou correlação com a declividade, assim como com a estação do ano. A ausência do horizonte O sobre a superfície do solo proporcionou o aumento de 5 vezes na velocidade do escoamento e reduziu em 10 e 13,6% a retenção de caulinita e atrazina, respectivamente, enquanto que proporcionou o aumento de 2,6% na retenção de picloram, embora não tenha sido significativo. O ajuste do modelo foi satisfatório para todos os contaminantes, resultando em coeficientes de determinação acima de 0,90. / Agricultural activities have the potential to mobilize sediments, nutrients and herbicides from surface runoff. Due to this, the use of riparian zones to protect the water quality of streams and rivers has been increasing, due to their proven efficiency in the retention of sand, silt and nutrients, minimizing their deposition in aquatic systems. Most herbicides are heavily adsorbed to colloidal clays, which in riparian zones are less efficiently removed in comparison to silt and sand particles. However, there is little information regarding the retention of herbicides in this system. In superficial runoff, herbicides can be transported in a solubilized form, or associated to the colloidal particles from the sediment. In the present work, the retention of atrazine (relatively adsorbed in soil and with relatively low solubility in water), picloram (weakly adsorbed in soil and with high solubility in water) and kaolinite, in superficial runoff in riparian zones, was evaluated. In order to evaluate the potential and rate of adsorption of herbicides to O horizon, 24 hours batch equilibrium and kinetics experiments were carried out. Results indicated that 30% of the atrazine concentration adsorbed to the O horizon after 24 hours. However, picloram was poorly adsorbed. Superficial runoff was simulated in 5 x 10 m plots, with slopes ranging from 2 to 20%, located within riparian zones in forest systems, in Northeastern Georgia, USA. The herbicide and kaolinite mixture was applied to the plots during summer (dry season) and winter (rainy season). In the middle slope ranges, plots were paired with O horizon removal in one plot. Mixture samples were collected at the point of application and at 2, 4, 6 and 10 m from the point of application. The generated data was fitted to an overland flow model, which predicts the rate of contaminants remove in function of distance. This model will provide the estimate of the rate of contaminants remove in other localities. Results indicate reductions of 70, 33 and 6% in the concentrations of kaolinite, atrazine and picloram, respectively, in the surface flow mixture, in the plots with the O horizon. The decrease in the concentration of the three pollutants along the riparian zone did not display a correlation with the grade or with the season. The removal of the O horizon allowed a five-fold increase of runoff speed. Removal decreased to 10 and 13,6% the retention of kaolinite and atrazine, respectively. The retention of picloram was increased in 2,6%, although this value was not statistically significant. The data of all contaminants were well fitted into the model used, resulting in high determination coefficients (higher than 0.90). / Tese importada do Alexandria

Este trabalho investiga a utilização do solo do Aterro Sanitário de Rio das Ostras como forma de tratamento de lixiviado, de modo a quantificar a redução de contaminastes, cor e valores de DQO. A utilização do solo argiloso para redução de contaminantes, cor e valores de valores de DQO foi estudada usando três lixiviados diferentes: Rio das Ostras, Morro do Céu e aterro grande porte em ensaios para medida de sorção. As análises de redução de cor e valores de DQO foram realizadas, tendo o resultado mostrado uma redução de cor que variou de 45 a 73% e valores de DQO entre 7 e 66%, usando ensaios do tipo Batch Tests pelo Método CSI. Outros ensaios foram realizados pelo Método ECI de Batch Tests que mostraram resultados melhores de redução de cor, entre 60 e 80% apresentando uma capacidade de sorção do solo argiloso de 22 mg/g. Os ensaios de sorção, com os três lixiviados, foram também utilizados, para estudo do comportamento de certos contaminantes amônio, potássio, sódio e cálcio com relação ao solo argiloso de Rio das Ostras. Foi observada uma dessorção para os íons sódio e cálcio e também uma alta sorção para os íons amônio e potássio. O solo e o lixiviado do Aterro Sanitário de Rio das Ostras foram utilizados para pesquisa de determinação dos coeficientes de difusão molecular para os íons amônio, potássio, sódio, cloreto e cálcio, simulados nos programas computacionais POLLUTE e MPHMTP. Os resultados do coeficiente de difusão para o POLLUTE variaram entre 0,03 m2/ano e 0,1 m2/ano sendo no MPHMTP de 0,06 m2/ano a 0,1 m2/ano. Os dados experimentais mostraram melhor comportamento nas simulações realizadas no MPHMTP. / This work is an investigation study of the use of Rio das Ostras MSW clay soil as a leachate treatment. The activity of the clay soil for color and COD reduction was studied using three different leachates: Rio das Ostras, Morro do Céu and another one without identification. Analysis of the color and COD reduction were performed and the results for color reduction vary from 45 to 73% and the COD reduction from 7 to 66 %, using CSI Batch Tests. Other tests using one of the leachates with ECI Batch Tests presented better results for color reduction, the results of ECI tests showed an sorption capacity for the clay soil of 22 mg/g. The sorption tests, with the three leachates, were also performed to study the behavior of certain contaminants; Sodium, Ammonium, Potassium and Calcium in the presence of a clay soil from Rio das Ostras MSW. A Sodium and Calcium desorption was observed as well as a higher sorption for ammonium and potassium. The molecular diffusion coefficients determination using the soil and the leachate of Rio das Ostras MSW for the Chloride, Sodium, Ammonium, Potassium and Calcium ions were researched and the software POLLUTE and MPHMPT (Multi Phase Heat and Mass transfer program) were used. The results vary between 0,03 m2/year to 0,1 m2/year for POLLUTE software and 0,06 m2/year to 0,1 m2/ year for MPHMPT model. The experimental data showed better agreement for MPHMPT.

Neste estudo, a sorção e recuperação de íons metálicos de resíduos sólidos industriais provenientes de uma indústria de galvanoplastia situada no Rio de Janeiro (Brasil) foram investigadas através da utilização de duas resinas comerciais de troca iônica: Lewatit VPOC 1800 (fortemente ácida, tipo gel) e Lewatit VPOC 1960 (fortemente básica, tipo gel), produzidas pela Lanxess-Bayer Chemicals. As características físico-quimicas das resinas e do lodo galvânico foram determinadas. Os estudos de sorção das resinas foram conduzidos em batelada e em coluna. Baseado nesses estudos, os parâmetros de sorção e das curvas de ruptura foram determinados. Os estudos de equilíbrio e cinética de sorção também foram realizados. O resíduo de galvanoplastia era composto pelos metais: Cu2+, Fe3+, Al3+, Ni2+ e Cr3+. A capacidade de sorção qe das resinas Lewatit VPOC 1800 variou entre 0,1-1,9 mg g-1 para Cu2+, 0,01-0,6 mg g-1 para Fe3+ e 0,2-0,4 mg g-1 para Al3+. Enquanto que para a resina Lewatit VPOC 1960, os valores de qe variou entre 0,01-0,4 mg g-1 para Cu2+ e 0,01 0,2 mg g-1 para Fe3+ dependendo da concentração do metal e do tempo de contato. A capacidade de sorção para a resina Lewatit VPOC 1960 foi restrita para íons Cu2+ e Fe3+ os quais formam complexos aniônicos com íons Cl-. O modelo de Freundlich foi o mais adequado para descrever o equilíbrio de troca iônica de ambas as resinas. Já em relação ao mecanismo de sorção, o modelo pseudo-segunda ordem tipo 1 foi o mais aplicável. O ponto de ruptura das resinas Lewatit VPOC 1800 e Lewatit VPOC 1960 em relação aos íons Cu2+ocorreu quando passou através da coluna, 1860 cm3 e 2220 cm3 de solução de resíduo sólido respectivamente (20 g de resina, 100 mg L-1 de íons Cu2+, vazão de 60 cm3 min-1). Os íons metálicos Cu2+, Fe3+, Al3+, foram dessorvidos em alta proporção da resina Lewatit VPOC 1800 passando pela coluna solução aquosa de H2SO4 2,4 mol L-1. Já os metais Cu2+ e Fe3+ foram eluídos da resina Lewatit VPOC 1960 com solução aquosa de HCl 2,0 mol L-1. A recuperação seletiva de Cu2+ não foi alcançada porque Cu2+ e Fe3+ precipitam na mesma faixa de pH / In the present study, the sorption and recovery of metal ions from industrial solid residues proceeding from galvanoplasty industry (Rio de Janeiro, Brazil) was investigated by using two commercial ion exchange resins Lewatit VPOC 1800 (strong acid, gel type) and Lewatit VPOC 1960 (strong basic, gel type) produced by Lanxess - Bayer Chemicals. The physical-chemical characteristics of the resins and galvanic sludge were determined. The studies of sorption of the resins were conduced under batch and column conditions. Based on these studies the sorption parameters and the breakthrough curves for both resins were determined. Studies of equilibrium and kinetic of the sorption were also performed. The electroplating residue were composed of the metals Cu2+, Fe3+, Al3+, Ni2+ and Cr3+. The sorption capacity qe of the resin Lewatit VPOC1800 varied between 0.1-1.9 mg g-1 to Cu2+, 0.01-0.6 mg g-1 to Fe3+ and 0.2-0.4 mg g-1 to Al3+. While for the resin Lewatit VPOC1960 the values of qe varied between 0.01-0.4 mg g-1 to Cu2+ and 0.01-0.2 mg g-1 to Fe3+ depending of the metal concentration and contact time. The sorption capacity for Lewatit VPOC1960 was restricted to ions Cu2+ and Fe3+ that to form anionic complexes with chloride. The Freudlich model was more adequate to describe the ion exchange equilibrium for both resins and the sorption mechanism was compliant to the kinetic model of pseudo second order type 1. The breakpoint to Cu2+ occurred after passing 1860 cm3 and 2220 cm3 of residue solution through the resins Lewatit VPOC1800 and Lewatit VPOC1960, respectively (20 g of the resin, 100 ppm of Cu2+, flow rate of 60 cm3 min-1). The metals Cu2+, Fe3+ and Al3+ were desorbed on high proportion of the Lewatit VPOC1800 through passing a aqueous solution H2SO4 2.4 mol L-1. Already the metals Cu2+ and Fe3+ were eluted to Lewatit VPOC1960 with HCl aqueous solution 2.0 mol L-1. The selective recuperation of the Cu2+ was not reach because the Cu2+ and Fe3+ precipitated on similar pH

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseHRCO.pdf: 4602672 bytes, checksum: 2c833945215c76d3189431e89af9c4e1 (MD5) Previous issue date: 2004-08-31 / Financiadora de Estudos e Projetos / Water vapor transport properties and CO2 sorption were studied for bisphenol A Polysulfone films, PSF, prepared with different thickness via solvent casting and a compression molding. From the measurements of water vapor transport for Polysulfone films with different thickness and methodologies of processing; solvent casting controlling the cooling and the evaporation rates and compression molding, it was possible to identify the Polysulfone films may be constituted of different phases and shows distinct permeability values. In addition, this model made possible the characterization and quantification of the existence of an area corresponding to the fraction of frozen holes, and from the correlation of this area with permeability, was possible to propose a graphical representation that shows the existence of a limit area of frozen holes corresponding to 0,042 cm2. This area was interpreted as the limiting value; below it is possible obtain Polysulfone film with permeability magnitudes values of (1,56±0,30)X10-13 g.mmHg-1.cm-1.s-1, independently of the type of processing used, and the correspondent transport mechanism predominantly followed Henry s Law. Otherwise, above the limit area value of frozen holes the Polysulfone films showed selective characteristics. The CO2 sorption results were analyzed based on the interpretation of the observations produced by a two level factorial design, 23, performed to evaluate in two levels three factors of thermal treatment used to accelerated physical ageing of Polysulfone films. The interpretation of these results were done by a cubic geometric representation of the factors, and corroborated with the results obtained for the water transport indicating that Polysulfone films, independently of the chemical nature of the penetrant used, there was a tendency of CO2 condensation or water clustering formation, by hydrogen bonding. This phenomena was observed in both cases since without changing the original polymer film s morphology obtained by different processes. The global analysis of the obtained results for both penetrants leads to the same conclusions. However, considering the chains rigidity and the high glass transition temperature of the Polysulfone, the water vapor permeability and sorption of CO2 on the amorphous glassy state have strong dependence with the area of frozen holes. / Propriedades de transporte de vapor de água e sorção de CO2 foram estudadas em filmes de Polisulfona bisfenol A, PSF, obtidos com diferentes espessuras via casting e via termoprensagem . A partir das medidas de transporte de vapor de água foi possível identificar em função da variação da espessura e da velocidade de evaporação do solvente, no caso dos filmes casting , que os filmes de Polisulfona podem estar constituídos por diferentes fases que apresentam valores diferentes de permeabilidade. Este mesmo modelo também permitiu a caracterização da existência e da quantificação da área de vazios congelados e da sua correlação com o coeficiente de permeabilidade, foi possível propor uma representação gráfica onde fica claro a existência de uma área limite de vazios da ordem de 0,042 cm2. Esta área foi interpretada como sendo o valor limite abaixo do qual é possível obter-se independentemente do tipo de processamento, filmes de Polisulfona com permeabilidade da ordem de (1,56±0,30)X10-13 g/mmHg.cm.s, cujo mecanismo de transporte preponderantemente segue a Lei de Henry. Por outro lado, acima do valor limite de vazios os filmes de Polisulfona apresentam características seletivas. Os resultados de sorção de CO2 foram analisados com base em uma proposta de planejamento fatorial 23, onde se inserem dois níveis em três fatores do tratamento térmico utilizado para realizar o aceleramento do envelhecimento físico dos filmes de Polisulfona. A interpretação destes resultados, feita através de uma representação geométrica cúbica dos efeitos, corroborou com os resultados do transporte de água sugerindo que no caso da Polisulfona, independentemente da natureza química do penetrante utilizado há o efeito da facilidade de condensação do CO2 ou no caso da água a sua capacidade de formação de agregados através de pontes de hidrogênio. Este fenômeno pode ser observado em ambos os casos desde que não haja nenhuma alteração morfológica dos filmes originais obtidos através dos diferentes processamentos. A análise global dos resultados·obtidos para os dois penetrantes leva as mesmas conclusões. Entretanto, considerando a rigidez das cadeias da Polisulfona e sua elevada temperatura de transição vítrea, a permeabilidade do vapor de água e a sorção do CO2 do estado amorfo vítreo, tem uma forte dependência com a área dos vazios congelados.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a biomassa seca e homogeneizada de macrófitos aquáticos como um material sorvente de metais pesados (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd e Pb) presentes em soluções aquosas. Os macrófitos aquáticos foram coletados em recursos hídricos do Estado do Rio Grande do Sul, lavados, secos a 60°C, moídos, peneirados e embalados em sacos plásticos. Diversas propriedades físicas, bioquímicas, interfaciais e químicas dos biossorventes foram analisadas. Realizaram-se estudos de sorção em batelada com soluções sintéticas de metais pesados e, posteriormente, estudos em coluna de percolação de laboratório com soluções sintéticas e efluentes industriais de atividades de mineração e metalurgia. A sorção dos metais pesados por macrófitos aquáticos não ocorre necessariamente por processos metabólicos da planta viva. A biomassa morta de algumas espécies acumula elevadas quantidades de metais por mecanismos físico-químicos. Dentre as espécies estudadas, o Potamogeton lucens é a que apresenta maior capacidade de sorção de metais pesados. As espécies Salvinia herzogii e Eichhomia crassipes também apresentam-se eficientes. A sorção dos metais ocorre por reações de troca iônica, onde o principal grupo superficial envolvido é o carboxila. O fenômeno segue o modelo de adsorção de Langmuir e os valores máximos de acumulação foram de 1,5 meq/g para o P. lucens, 0,9 meq/g para a S. herzogii e 0,7 meq/g para a E. crassipes. A sorção dos metais pesados é máxima em valores de pH acima de 5,0. O limite na faixa básica é dado pelo pH de precipitação dos elementos metálicos na forma de hidróxidos. A seguinte ordem de seletividade foi determinada para alguns dos cátions estudados: Cu+2 > H+> Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 >Na+. A remoção dos metais pesados pode ser eficientemente realizada em colunas de percolação com leito empacotado. Após a saturação, os metais podem ser recuperados e a biomassa regenerada por eluição com soluções ácidas (por exemplo: 0,5 a 2% HCl). A biomassa dos macrófitos aquáticos mostrou-se efetiva no tratamento de efluentes de galvanoplastia e de mineração como um estágio de polimento. Em certos casos, após vários ciclos de sorção/dessorção, os biossorventes regenerados e neutralizados podem ser destinados à alimentação de animais. A calcinação dos biossorventes saturados com metais pesados permite obter concentrados de interesse metalúrgico. A alternativa tecnológica estudada é eficiente no tratamento final de efluentes líquidos contendo concentrações residuais de metais pesados. As principais vantagens deste processo são a alta cinética, a seletividade para a remoção de metais de transição e o baixo custo. Os resultados são discutidos em termos das propriedades superficiais dos biossorventes, química da solução aquosa, parâmetros termodinâmicos e cinética do processo. / The aim of this work was to study the dried and homogenized biomass of aquatic macrophytes as sorbent materiais for heavy metais (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd and Pb) present in aqueous solutions. The aquatic macrophytes were collected in Rio Grande do Sul - Brazil, washed, dried at 60°C, ground in a bladed mixer and stored in plastic bags. Several physical, biochemical, interfacial and chemical properties of the biosorbents were analyzed. Sorption studies were carried out by batch procedures with synthetic solutions containing heavy metais. Additionally, sorption studies in a laboratory packed bed column with synthetic solutions and real efiluents from mining and metallurgical industries were performed. The results showed that it is not necessary the macrophytes be alive to remove heavy metais from aqueous solutions. The nonliving biomass of some species binds heavy metais by physico-chemical mechanisms. From the macrophytes studied, Potamogeton lucens showed the highest uptake capacity. The species Salvinia herzogii and Eichhornia crassipes also present a high capacity of heavy metal accumulation. The sorption mechanism by these biomaterials was found to occur mainly by an ion exchange reaction between dissolved metal ions and the carboxylic groups present on the plant surface. Sorption followed the Langmuir adsorption isotherm and maximum metal uptake was attained at 1,5 meq/g for P. Lucens, 0,9 meq/g for S. herzogii and 0,7 meq/g for E. crassipes. Maximum metal removal was obtained at pH higher than 5, O. The basic limit was given by the precipitation pH o f the heavy metais as hydroxides. The selectivity order o f sorption was determined as: Cu+2 > H+ > Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 > Na+. Heavy metal removal can be efficiently carried out in packed bed columns. After sorbent saturation, metal ions can be recovered from the loaded biomass by elution with HCI solutions (for example: 0,5 a 2% HCI). Practical studies showed that this process is efficient for the treatment of electroplating and mining effluents as a polishing stage. In some cases, after several sorption/desorption cycles, the regenerated and neutralized biosorbents can be used for animal feeding. The calcination of the biosorbent loaded with heavy metais allowed to obtain a metal concentrate of metallurgical degree. The biomaterials studied are suitable for the final treatmet of liquid efiluents containing residual amounts of heavy metais. The main advantages of the process are the kinetics, the selectivity for transition metais and the low cost of the biosorbents. Results are discussed in terms of the surface properties of the materiais, solution chemistry, thermodynamic parameters and kinetic data.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a biomassa seca e homogeneizada de macrófitos aquáticos como um material sorvente de metais pesados (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd e Pb) presentes em soluções aquosas. Os macrófitos aquáticos foram coletados em recursos hídricos do Estado do Rio Grande do Sul, lavados, secos a 60°C, moídos, peneirados e embalados em sacos plásticos. Diversas propriedades físicas, bioquímicas, interfaciais e químicas dos biossorventes foram analisadas. Realizaram-se estudos de sorção em batelada com soluções sintéticas de metais pesados e, posteriormente, estudos em coluna de percolação de laboratório com soluções sintéticas e efluentes industriais de atividades de mineração e metalurgia. A sorção dos metais pesados por macrófitos aquáticos não ocorre necessariamente por processos metabólicos da planta viva. A biomassa morta de algumas espécies acumula elevadas quantidades de metais por mecanismos físico-químicos. Dentre as espécies estudadas, o Potamogeton lucens é a que apresenta maior capacidade de sorção de metais pesados. As espécies Salvinia herzogii e Eichhomia crassipes também apresentam-se eficientes. A sorção dos metais ocorre por reações de troca iônica, onde o principal grupo superficial envolvido é o carboxila. O fenômeno segue o modelo de adsorção de Langmuir e os valores máximos de acumulação foram de 1,5 meq/g para o P. lucens, 0,9 meq/g para a S. herzogii e 0,7 meq/g para a E. crassipes. A sorção dos metais pesados é máxima em valores de pH acima de 5,0. O limite na faixa básica é dado pelo pH de precipitação dos elementos metálicos na forma de hidróxidos. A seguinte ordem de seletividade foi determinada para alguns dos cátions estudados: Cu+2 > H+> Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 >Na+. A remoção dos metais pesados pode ser eficientemente realizada em colunas de percolação com leito empacotado. Após a saturação, os metais podem ser recuperados e a biomassa regenerada por eluição com soluções ácidas (por exemplo: 0,5 a 2% HCl). A biomassa dos macrófitos aquáticos mostrou-se efetiva no tratamento de efluentes de galvanoplastia e de mineração como um estágio de polimento. Em certos casos, após vários ciclos de sorção/dessorção, os biossorventes regenerados e neutralizados podem ser destinados à alimentação de animais. A calcinação dos biossorventes saturados com metais pesados permite obter concentrados de interesse metalúrgico. A alternativa tecnológica estudada é eficiente no tratamento final de efluentes líquidos contendo concentrações residuais de metais pesados. As principais vantagens deste processo são a alta cinética, a seletividade para a remoção de metais de transição e o baixo custo. Os resultados são discutidos em termos das propriedades superficiais dos biossorventes, química da solução aquosa, parâmetros termodinâmicos e cinética do processo. / The aim of this work was to study the dried and homogenized biomass of aquatic macrophytes as sorbent materiais for heavy metais (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd and Pb) present in aqueous solutions. The aquatic macrophytes were collected in Rio Grande do Sul - Brazil, washed, dried at 60°C, ground in a bladed mixer and stored in plastic bags. Several physical, biochemical, interfacial and chemical properties of the biosorbents were analyzed. Sorption studies were carried out by batch procedures with synthetic solutions containing heavy metais. Additionally, sorption studies in a laboratory packed bed column with synthetic solutions and real efiluents from mining and metallurgical industries were performed. The results showed that it is not necessary the macrophytes be alive to remove heavy metais from aqueous solutions. The nonliving biomass of some species binds heavy metais by physico-chemical mechanisms. From the macrophytes studied, Potamogeton lucens showed the highest uptake capacity. The species Salvinia herzogii and Eichhornia crassipes also present a high capacity of heavy metal accumulation. The sorption mechanism by these biomaterials was found to occur mainly by an ion exchange reaction between dissolved metal ions and the carboxylic groups present on the plant surface. Sorption followed the Langmuir adsorption isotherm and maximum metal uptake was attained at 1,5 meq/g for P. Lucens, 0,9 meq/g for S. herzogii and 0,7 meq/g for E. crassipes. Maximum metal removal was obtained at pH higher than 5, O. The basic limit was given by the precipitation pH o f the heavy metais as hydroxides. The selectivity order o f sorption was determined as: Cu+2 > H+ > Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 > Na+. Heavy metal removal can be efficiently carried out in packed bed columns. After sorbent saturation, metal ions can be recovered from the loaded biomass by elution with HCI solutions (for example: 0,5 a 2% HCI). Practical studies showed that this process is efficient for the treatment of electroplating and mining effluents as a polishing stage. In some cases, after several sorption/desorption cycles, the regenerated and neutralized biosorbents can be used for animal feeding. The calcination of the biosorbent loaded with heavy metais allowed to obtain a metal concentrate of metallurgical degree. The biomaterials studied are suitable for the final treatmet of liquid efiluents containing residual amounts of heavy metais. The main advantages of the process are the kinetics, the selectivity for transition metais and the low cost of the biosorbents. Results are discussed in terms of the surface properties of the materiais, solution chemistry, thermodynamic parameters and kinetic data.