Remoção de benzeno e tolueno em solução aquosa por adsorção utilizando carvão ativado produzido a partir do lodo doméstico

Monoaromatic compounds (BTEX) are toxic and carcinogenic substances that even in small dimensions harm the environment and human health. These compounds are used as solvents and found in fuels such as petroleum and gasoline and it is continuously released into the environment. Therefore, the meth...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Bezerra, Jéssyca Kaenny de Andrade
Outros Autores: Duarte, Marcia Maria Lima
Formato: Dissertação
Idioma:por
Publicado em: Brasil
Assuntos:
Adsorção
Compostos monoaromáticos
Lodo doméstico
Carvão ativado
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23099
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Remoção de benzeno e tolueno em solução aquosa por adsorção utilizando carvão ativado produzido a partir do lodo doméstico
description Monoaromatic compounds (BTEX) are toxic and carcinogenic substances that even in small dimensions harm the environment and human health. These compounds are used as solvents and found in fuels such as petroleum and gasoline and it is continuously released into the environment. Therefore, the methods of removal of these contaminants are being studied a way to reduce high concentrations present on soils and groundwater. Thus, the adsorption process is based on a solid, denominated adsorbent, to adsorb on surface the contaminants present in the aqueous solutions analyzed. Sludge, a subproduct generated during the sewage treatment process, is a recent problem of worldwide concern. Activated carbon (AC) production for any adsorption process is relatively high, can be used as a potentially economic alternative, and feedstock value and residue reduction can be added. The aim of the present work is to prepare and characterize the activated carbon from the sewage sludge and to apply on monoaromatic compounds (benzene and toluene) in aqueous solutions. In the process of activated carbon synthesis, a chemical activation with potassium hydroxide (KOH) was studied, submitted to the thermal treatment of pyrolysis in a nitrogen flow at 100 mL.min-1, at a temperature of 550ºC. X-ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (XRF), Scanning Electron Microscopy (SEM) and the study of the surface area using the BET method. The adsorption studies were performed by evaluating the effects of the adsorbent mass (m = 0.08 g), concentrations (50-200 ppm) and the contact time between the adsorbent and the adsorbate (0.0333 at 30 min.). The most suitable kinetic parameters for the pseudosecond model for the two adsorbates. In addition, it was possible to observe that the benzene data, Freundlich model are more adequate for the results, as for toluene the Langmuir model it was able to predict the experimental data for an adsorption. The results obtained in the present work presented results obtained with a reduction of approximately 75% for benzene and 83% for the total of studies in the studies and studies in fixed bed column showed a removal of approximately 87% for benzene and 91% For the method of proving the efficiency of the applied adsorption technique and favoring the application costs, it can be a classic alternative for the treatment of effluents.
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Therefore, the methods of removal of these contaminants are being studied a way to reduce high concentrations present on soils and groundwater. Thus, the adsorption process is based on a solid, denominated adsorbent, to adsorb on surface the contaminants present in the aqueous solutions analyzed. Sludge, a subproduct generated during the sewage treatment process, is a recent problem of worldwide concern. Activated carbon (AC) production for any adsorption process is relatively high, can be used as a potentially economic alternative, and feedstock value and residue reduction can be added. The aim of the present work is to prepare and characterize the activated carbon from the sewage sludge and to apply on monoaromatic compounds (benzene and toluene) in aqueous solutions. In the process of activated carbon synthesis, a chemical activation with potassium hydroxide (KOH) was studied, submitted to the thermal treatment of pyrolysis in a nitrogen flow at 100 mL.min-1, at a temperature of 550ºC. X-ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (XRF), Scanning Electron Microscopy (SEM) and the study of the surface area using the BET method. The adsorption studies were performed by evaluating the effects of the adsorbent mass (m = 0.08 g), concentrations (50-200 ppm) and the contact time between the adsorbent and the adsorbate (0.0333 at 30 min.). The most suitable kinetic parameters for the pseudosecond model for the two adsorbates. In addition, it was possible to observe that the benzene data, Freundlich model are more adequate for the results, as for toluene the Langmuir model it was able to predict the experimental data for an adsorption. The results obtained in the present work presented results obtained with a reduction of approximately 75% for benzene and 83% for the total of studies in the studies and studies in fixed bed column showed a removal of approximately 87% for benzene and 91% For the method of proving the efficiency of the applied adsorption technique and favoring the application costs, it can be a classic alternative for the treatment of effluents. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Os compostos monoaromáticos (BTEX) são substâncias tóxicas e cancerígenas que mesmo em pequenas quantidades prejudicam o meio ambiente e a saúde humana. Esses compostos são frequentemente usados como solventes e encontrados em combustíveis como petróleo e gasolina, sendo continuamente liberados no meio ambiente. Portanto, métodos de remoção destes contaminantes estão sendo estudados de forma a reduzir as altas concentrações presentes em solos e águas subterrâneas. Assim, o processo de adsorção consiste em utilizar um sólido, denominado adsorvente, para adsorver em sua superfície os contaminantes presentes nas soluções aquosas. O lodo, subproduto gerado durante o processo de tratamento do esgoto, é um problema contemporâneo de preocupação mundial. A produção do carvão ativado (CA) para utilização no processo de adsorção é relativamente alta, entretanto, a utilização de resíduos como o lodo é uma alternativa potencialmente barata, contribuindo para agregar valor à matéria prima e redução no custo para o descarte desse resíduo. O presente trabalho tem como objetivo preparar e caracterizar o carvão ativado a partir do lodo doméstico e aplicar na remoção benzeno e tolueno em soluções aquosas. No processo de síntese do carvão ativado, foi estudado a ativação química com o hidróxido de potássio (KOH), submetido ao tratamento térmico de pirólise sob fluxo de nitrogênio a 100 mL.min-1, na temperatura de 550ºC. O lodo e o carvão ativado foram caracterizados quanto à distribuição granulométrica, análise termogravimétrica (TG), Difratometria de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e o estudo da área superficial utilizando o método BET. O s estudos de adsorção foram realizados avaliando os efeitos da massa de adsorvente (m = 0,08 g), concentrações (50 a 200 ppm) e do tempo de contato entre o adsorvente e o adsorbato (0,0333 à 30 min.). Os parâmetros cinéticos melhor se ajustaram ao modelo pseudossegunda ordem para ambos os adsorbatos. Além disso, foi possível observar que para os dados experimentais do benzeno o modelo de Freundlich melhor se ajustou aos resultados, quanto para o tolueno o modelo de Langmuir conseguiu predizer os dados experimentais para a adsorção. Os resultados obtidos neste trabalho apresentaram ótimas condições de estudo conseguindo uma remoção de aproximadamente 75% para o benzeno e 83% para o tolueno nos estudos em batelada e nos estudos em coluna de leito fixo apresentaram uma remoção de aproximadamente 87% para o benzeno e 91% para o tolueno de maneira a comprovar a eficiência da técnica de adsorção aplicada e favorecer os custos benefícios da aplicação, podendo ser uma alternativa clássica para o tratamento de efluentes. 2017-05-25T22:58:33Z 2017-05-25T22:58:33Z 2017-02-14 masterThesis BEZERRA, Jéssyca Kaenny de Andrade. Remoção de benzeno e tolueno em solução aquosa por adsorção utilizando carvão ativado produzido a partir do lodo doméstico. 2017. 92f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23099 por Acesso Aberto application/pdf Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

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