Orientadora: Profa. Dra. Lúcia Helena Gomes Coelho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, 2016. / Considerando a situação atual dos recursos hídricos, cuja qualidade vem sendo comprometida pela poluição causada, principalmente, pelo descarte inadequado de efluentes não tratados ou ineficientemente tratados, evidencia-se a necessidade de se criar técnicas e processos que permitam tratar o efluente de modo eficiente, de forma mais econômica e sustentável, cujos resíduos finais sejam de mais fácil disposição ou reutilização, visando a minimização dos impactos ambientais do despejo de efluentes e dos processos de tratamento de águas em si. O presente trabalho avaliou o potencial da utilização de conchas de moluscos (Venerupis pulastra) como substrato natural na remoção de fósforo inorgânico dissolvido (ortofosfato) em meio aquoso com vistas ao desenvolvimento de tecnologia de tratamento terciário de efluentes de baixo custo e baixo impacto ambiental. Foram realizados ensaios em batelada que consistiram da adição de 0,5 g a 2,0 g do substrato natural (previamente preparado) em 15 mL de solução de concentração conhecida de fósforo (0,5 mg L-1) sob agitação em mesa agitadora por períodos de tempo estabelecidos. Foi avaliada a influência dos parâmetros: tempo de detenção hidráulica substrato/solução, pH da solução, quantidade de substrato, granulometria do substrato e velocidade de rotação da mesa agitadora orbital na eficiência de remoção de ortofosfato em amostras sintéticas de concentração conhecida. Todos os parâmetros foram variados no sistema utilizando abordagem univariada e multivariada. Para os testes com abordagem univariada, os resultados de eficiência de remoção de fósforo variaram de 14% a 68%, evidenciando o potencial de adsorção do substrato e a importância dos parâmetros estudados no desempenho do processo. Com a análise destes dados, foi possível fazer um melhor delineamento dos parâmetros e níveis dos parâmetros a serem utilizados nas análises com abordagem multivariada. Os resultados de eficiência de remoção para as análises com abordagem multivariada alcançaram valores entre 50% e 98%, apontando que as condições utilizadas nesta etapa do experimento (parâmetros e níveis) mostraram-se muito mais favoráveis ao processo de adsorção de fósforo pelo substrato. Os testes realizados com materiais de diferentes conchas (lotes e espécies diferentes) apontaram resultados semelhantes nas três amostras estudadas, mantendo eficiência acima de 96%. Por fim, foram realizados ensaios aplicando a técnica em duas diferentes amostras de efluentes provenientes de tratamento secundário (que possui como objetivo a remoção de matéria orgânica do efluente), sendo eles: biorreator de membranas submersas (BRM), com concentração inicial de fósforo (Ci) de 3,9 mg L-1) e lagoas de estabilização (Ci = 0,5 mg L-1). Obteve-se 91% de eficiência de remoção de fósforo para a amostra do BRM e 86% de eficiência de remoção para a amostra de lagoas de estabilização. Verificou-se eficiência elevada para remoção de fósforo nestas amostras, entretanto, com resultados abaixo dos encontrados em amostras sintéticas na mesma condição, apontando possíveis interferências das substâncias existentes na matriz do efluente no processo de adsorção. / Considering the current situation of water resources, whose quality has been compromised by pollution caused mainly by improper disposal of untreated effluents or ineffectively treated, highlights the need to create techniques and processes able to treat effluent, in an efficiently, economically and sustainably way, and its final waste able to be easier disposal or reuse, in order to minimize the environmental impact of the discharge of effluents and water treatment process itself. This present research proposes to evaluate the potential of shellfish shell (Venerupis pulastra) as a natural substrate in the removal of inorganic phosphorus
(orthophosphate) from water, aiming the development of a low-cost and environmentally
friendly tertiary wastewater treatment technology. The first step was the acquisition and
preparation of the shellfish shell substrate. After that, laboratory tests were conducted
batchwise, using 15ml of aqueous solutions containing 0.5mg/L of phosphorus with addition
of the natural substrate (varying mass from 0.5g to 2g) under shaken for a set time. It was
evaluated the influence of the parameters: contact time with the substrate and the solution, pH of the solution, amount of substrate mass, the substrate particle size and the rotational speed of the orbital shaker in the efficiency of orthophosphate removal from the synthetic sample of known concentration. All parameters were varied in the system using univariate and multivariate (design of experiments - DOE) approach. For the univariate approach tests, the phosphorus removal efficiency results ranged from 14% to 68%, showing the adsorption of the substrate potential and the importance of the parameters studied on the process
performance. The results provided by univariate approach were used to organize a more
specific delineation of the parameters and levels to be used in the analysis with multivariate
approach. The removal efficiency results for analysis varying parameters with multivariate
approach reached values between 50% and 98%, showing that the conditions used in the
design of experiment (parameters and levels) proved to be more favorable to the phosphorus
adsorption process. The tests with different materials (different lots and species of shellfish)
showed similar results in the three samples studied, maintaining the removal efficiency of
orthophosphate above 96%. Finally it was held experiments with two samples of effluents
from different secondary treatment systems. The efficiency results for removal were 91% for
the effluent from the bioreactor of submerged membranes (BRM) and 86% for effluent from
secondary treatment from stabilization lagoons. There was high efficiency for removing
phosphorus in these samples, however, with results below those found in synthetic samples in the same condition, pointing out possible interference of substances in the effluent matrix in the adsorption process.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:102516 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Vieira, Bruna |
| Contributors | Coelho, Lucia Helena Gomes, Subtil, Eduardo Lucas, Moraes, José Ermínio Ferreira de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 78 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102516&midiaext=72701, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102516&midiaext=72700, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=102516 |
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