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Previous issue date: 2005-12-02 / With water pollution increment at the last years, so many progresses in researches about treatment of contaminated waters have been developed. In wastewaters containing highly toxic organic compounds, which the biological treatment cannot be applied, the Advanced Oxidation Processes (AOP) is an alternative for degradation of nonbiodegradable and toxic organic substances, because theses processes are generation of hydroxyl radical based on, a highly reactivate substance, with ability to degradate practically all classes of organic compounds. In general, the AOP request use of special ultraviolet (UV) lamps into the reactors. These lamps present a high electric power demand, consisting one of the largest problems for the application of these processes in industrial scale. This work involves the development of a new photochemistry reactor composed of 12 low cost black light fluorescent lamps (SYLVANIA, black light, 40 W) as UV radiation source. The studied process was the photo-Fenton system, a combination of ferrous ions, hydrogen peroxide, and UV radiation, it has been employed for the degradation of a synthetic wastewater containing phenol as pollutant model, one of the main pollutants in the petroleum industry. Preliminary experiments were carrier on to estimate operational conditions of the reactor, besides the effects of the intensity of radiation source and lamp distribution into the reactor. Samples were collected during the experiments and analyzed for determining to dissolved organic carbon (DOC) content, using a TOC analyzer Shimadzu 5000A. The High Performance Liquid Chromatography (HPLC) was also used for identification of the cathecol and hydroquinone formed during the degradation process of the phenol. The actinometry indicated 9,06⋅1018 foton⋅s-1 of photons flow, for 12 actived lamps. A factorial experimental design was elaborated which it was possible to evaluate the influence of the reactants concentration (Fe2+ and H2O2) and to determine the most favorable experimental conditions ([Fe2+] = 1,6 mM and [H2O2] = 150,5 mM). It was verified the increase of ferrous ions concentration is favorable to process until reaching a limit when the increase of ferrous ions presents a negative effect. The H2O2 exhibited a positive effect, however, in high concentrations, reaching a maximum ratio degradation. The mathematical modeling of the process was accomplished using the artificial neural network technique / Com o crescente aumento da polui??o das ?guas acorrido nos ?ltimos anos, houve tamb?m um grande avan?o das pesquisas relacionadas ao tratamento de ?guas contaminadas. Efluentes contendo compostos org?nicos de alta toxicidade, nos quais o tratamento biol?gico n?o pode ser aplicado, os chamados processos oxidativos avan?ados (POA) surgem como uma alternativa para a degrada??o de subst?ncias org?nicas t?xicas n?o biodegrad?veis, pois estes processos s?o baseados na gera??o de radicais hidroxila, subst?ncias altamente reativas, capazes de degradar praticamente todas as classes de compostos org?nicos. Os POA, por muitas vezes, requerem o uso de reatores com l?mpadas especiais que emitem luz ultravioleta. Estas l?mpadas apresentam uma alta demanda de energia el?trica, consistindo, portanto, em um dos maiores problemas para a aplica??o desses processos em escala industrial. Este trabalho envolveu o desenvolvimento de um novo reator fotoqu?mico composto de 12 l?mpadas fluorescentes de luz negra de baixo custo como fonte de radia??o UV. O processo estudado foi o sistema foto-Fenton, uma combina??o de ?ons ferrosos, per?xido de hidrog?nio e radia??o ultravioleta, sendo aplicado na degrada??o de um efluente sint?tico aquoso contendo fenol, um dos principais poluentes da ind?stria do petr?leo. Foram realizados experimentos preliminares visando avaliar as condi??es operacionais do reator, al?m dos efeitos da intensidade da fonte de radia??o e distribui??o das l?mpadas no reator. As amostras foram analisadas quanto ao teor de carbono org?nico dissolvido (COD) utilizando um TOC 5000A da Shimadzu. A partir do recurso da cromatografia l?quida de alto desempenho (HPLC), p?de ser identificado a forma??o do catecol e da hidroquinona durante o processo de degrada??o do fenol. Pelo emprego da actinometria foi obtida uma taxa de incid?ncia de f?tons de 9,06⋅1018 foton⋅s-1, para 12 l?mpadas acionadas. Foi elaborado um planejamento fatorial ampliado do qual foi poss?vel avaliar a influ?ncia da concentra??o dos reagentes (Fe2+ e H2O2), al?m de ter sido determinado as condi??es ?timas experimentais ([Fe2+] = 1,6 mM e [H2O2] = 150,5 mM), obtendo um percentual m?ximo de degrada??o de 81,38 % em 1 hora de rea??o. Foi verificado que o aumento da concentra??o dos ?ons ferrosos ? favor?vel ao processo at? atingir um limite, quando o acr?scimo de ?ons ferrosos come?ou a apresentar um efeito negativo. O H2O2 apresentou um efeito positivo ao processo, atingindo um percentual m?ximo de degrada??o. A modelagem matem?tica do processo foi realizada utilizando o recurso da rede neural artificial, a qual p?de representar o sistema e o comportamento das vari?veis do processo
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/15755 |
| Date | 02 December 2005 |
| Creators | Mota, Andr? Lu?s Novais |
| Contributors | CPF:08580772800, http://lattes.cnpq.br/2621516646153655, Duarte, M?rcia Maria Lima, CPF:11721456368, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787740D4, Moraes, Jos? Erm?rio Ferreira de, CPF:89965507449, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4768860Z4, Nascimento, Cl?udio Augusto Oller do, Chiavone Filho, Osvaldo |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia Qu?mica, UFRN, BR, Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias Regionais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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