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Previous issue date: 2017-05-05 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The objective of this work was to compare the efficiency of conventional treatments such as
activated carbon (AC) Adsorption and the advanced oxidation process (AOP), UV-C/H2O2, for
degradation of diethyl phthalete (DEP) and coupling UV-C/H2O2/AC in laboratory effluent,
ultrapure water and faucet water doped with DEP and laboratory effluent with multicomponents
(DEP and phenol). The chemical characterization (Boehm method, pHPZC, IRTF,
elemental analysis) and physical (volume of micropores and mesopores, mean micropore
width by the Dubini-Radushkevich method were used as a predecessor to the kinetic
adsorption study, Surface area and microporous specific volume by the alpha method,
microporous and total surface, BET surface area by BET method, cumulative mesopore
distribution and pore volume, cumulative area and surface area and pore size by BJH method)
of AC. The factorial design with eleven tests and three independent variables (AC mass,
temperature and pH) was applied, resulting in response surfaces for adsorption capacity, DEP
elimination rate and equilibrium time without significant difference between the studied
variables. Mathematical modeling of adsorption kinetics using the pseudo-first, pseudo-second
order and intraparticle models was performed and the pseudo-second order model was fitted
to the experimental kinetic adsorption data. It was followed by the study of the adsorption
isotherms for the lower, intermediate and longer equilibrium experimental conditions. It was
performed the mathematical modeling of the adsorption isotherms using the Langmuir and
Freundlinch models, and adjusted to the Freundlinch model to the experimental data of the
adsorption isotherms with higher determination coefficients (R2), confirming the predominant
chemorandomization adsorption phenomenon. The treatment of AOP UV-C/H2O2 was then
applied alone. The factorial design with eleven tests and three independent variables (H2O2
concentration, temperature and pH) was applied, resulting in surfaces of responses to DEP
elimination rate with significant difference between the variables studied for pH, positive effect
of H2O2 concentration (p < 0.5). The mathematical modeling of the kinetics of AOP using the
first order models was carried out, and the kinetic experimental data of the photodegradation
with high coefficients of determination (R2> 0.9) were fitted to the model. The degradation
kinetics of DEP by AOP coupling and AC, UV-C/H2O2/AC were followed. The factorial design
with eleven tests and three independent variables (H2O2 concentration, temperature and pH)
and with 0.4 g of AC, resulting in surfaces of responses to elimination rate of DEP with
significant difference between the variables studied for pH, positive effect of H2O2 concentration (p <0.5). The mass of AC was determined in 0.4 g for all eleven tests, because
it was the mass applied at the highest rates of elimination of DEP by kinetics of Adsorption,
which was confirmed by repeatability at the central points of the factorial design (C9, C10 and
C11). The catalytic activity of the carbons for the Adsorption process in the presence of tertbutanol
was high, however, after the determination of the kinetic parameters, the contribution
was higher for photooxidation of DEP by the action of the AOP (homogeneous system). / O objetivo desse trabalho foi comparar a eficiência de tratamentos convencionais como a
adsorção com carvão ativado (CA) e o processo oxidativo avançado (POA), UV-C/H2O2, para
degradação de dietil ftlato (DEP) e a acoplagem UV-C/H2O2/CA em efluente de laboratório,
água ultrapura e água de torneira dopados com DEP e efluente de laboratório com
multicomponentes (DEP e fenol). De modo predecessor ao estudo cinético da adsorção,
aplicado isoladamente, realizou-se a caracterização química (método de Boehm, pHPZC, IRTF,
análise elementar) e física (volume de microporos e mesoporos, largura média de microporos
pelo método de Dubini-Radushkevich, superfície exterior e volume específico microporoso pelo
método alfa, superfície microporosa e total, área de superfície de BET pelo método de BET, distribuição dos mesoporos cumulativo e volume do poro, área cumulativa e área superficial
e tamanho do poro pelo método BJH) do CA. O delineamento fatorial com onze ensaios e três
variáveis independentes (massa de CA, temperatura e pH) foi aplicado, resultando em
superfícies de respostas para capacidade de adsorção, taxa de eliminação de DEP e tempo de
equilibrio sem diferença significativa entre as variáveis estudadas. Foi realizada a modelagem
matemática das cinéticas de adsorção utilizando os modelos de pseudo-primeira, pseudosegunda
ordem e intrapartícula, e ajustou-se ao modelo de pseudo-segunda ordem aos dados
experimentais cinéticos de adsorção. Seguiu-se com o estudo das isotermas de adsorção paras
as condições experimentais de menor, intermediário e de maior tempo de equilíbrio. Foi
realizada a modelagem matemática das isotermas de adsorção utilizando os modelos de
Langmuir e Freundlinch, e ajustou-se ao modelo de Freundlinch aos dados experimentais das
isotermas de adsorção com maior coeficientes de determinação (R2), confirmando o fenômeno
de adsorção predominante quimiosorção. Seguiu-se a aplicação do tratamento de POA UVC/
H2O2, isoladamente. O delineamento fatorial com onze ensaios e três variáveis
independentes (concentração de H2O2, temperatura e pH) foi aplicado, resultando em
superfícies de respostas para taxa de eliminação de DEP com diferença significativa entre as
variáveis estudadas para o pH, e efeito positivo da concentração de H2O2 (p<0,5). Foi realizada
a modelagem matemática das cinéticas de POA utilizando os modelos de primeira ordem, e
ajustaram-se ao modelo os dados experimentais cinéticos da fotodegradação com elevados
coeficientes de determinação (R2>0,9). Seguiu-se para o estudo das cinética de degradação
de DEP pela acoplagem POA e CA, UV-C/H2O2/CA. O delineamento fatorial com onze ensaios
e três variáveis independentes (concentração de H2O2, temperatura e pH) e com 0,4 g de CA,
resultando em superfícies de respostas para taxa de eliminação de DEP com diferença
significativa entre as variáveis estudadas para o pH, efeito positivo da concentração de H2O2
(p<0,5). A massa de CA foi determinada em 0,4 g para todos os onze ensaios, porque foi a
massa aplicada nas maiores taxas de eliminação de DEP pelas cinéticas de adsorção, que se
confirmou, pela repetitibilidade, nos pontos centrais do delineamento fatorial (C9, C10 e C11).
A atividade catalítica dos carvões para o processo de adsorção em presença de tércio butanol
foi elevada, contudo a contribuição, após a determinação das constantes cinéticas, revelou-se
maior para foto-oxidaçao de DEP pela ação do POA (sistema homogêneo).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/8701 |
| Date | 05 May 2017 |
| Creators | Almeida, Maria Carolina de |
| Contributors | Oliveira, Tatianne Ferreira de, Sá, Fernando Pereira de, Oliveira, Tatianne Ferreira de, Goulart, Gilberto Alessandre Soares, Pereira, Julião, Castiglioni, Gabriel Luis, Silva, Flávio Alves |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos (EA), UFG, Brasil, Escola de Agronomia - EA (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -576310214526401896, 600, 600, 600, 600, -6046953723502374070, 3659391347619746047, -961409807440757778 |
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