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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/24828
Tipo: | TCC |
Título: | Uso do óxido de zinco (ZnO) e energia solar na descoloração do efluente de indústria processadora de frutas |
Autor(es): | Silva, Giulia Beatriz Mota da |
Primeiro Orientador: | Rocha, Elisângela Maria Rodrigues |
Resumo: | Este trabalho objetivou aplicar catalisadores heterogêneos a base de Óxido de Zinco (ZnO), Comercial e Pechini, no tratamento fotocatalítico solar do efluente de indústria processadora de frutas da cidade de João Pessoa – PB, avaliando sua descoloração ao longo do tempo. Inicialmente foi realizada a caracterização físico-química do efluente, seguindo o Standard Methods for Examination of Water and Wastewater e, em seguida realizou-se três etapas do processo fotocatalítico. Na primeira etapa foram feitos três ensaios preliminares para cada ZnO, variando: a concentração de ZnO, a aplicação de Peróxido de Hidrogênio (H2O2) e o tempo de reação para o efluente em pH natural, sendo definidas as condições mais favoráveis ao processo; realizou-se também um ensaio de adsorção para o referido efluente nesta primeira etapa. Na segunda etapa foram realizados dois experimentos, aplicando o planejamento fatorial 2³ para o Processo Oxidativo Avançado (POA) solar de fotocatálise heterogênea para os dois tipos supracitados de ZnO, objetivando a descoloração do efluente. Fixou-se o pH no valor 6 e variou-se a concentração do ZnO, quantidade de H2O2 e tempo de reação. Na terceira etapa avaliou-se a eficiência de reuso dos 2 catalisadores de ZnO por dois ciclos de ensaios, nas melhores condições alcançadas na segunda etapa. Os resultados do ensaio 1 da primeira etapa revelaram a necessidade da adição de H2O2, de forma a ampliar a descoloração do efluente, sendo assim, no segundo ensaio da etapa foi adicionado a cada amostra 25% da quantidade de H2O2 necessária sozinha para degradar a Demanda Química de Oxigênio (DQO) do efluente, baseando-se em um fator de H2O2 igual a 0,3, proporcionando remoções de até 75% da cor para ambos os catalisadores utilizados, tendo o ZnO Pechini alcançado o resultado em menor tempo (180 minutos); o terceiro teste mostrou que o processo de adsorção contribuiu pouco com o processo de descoloração. Na segunda etapa, foram alcançadas remoções de cor máximas de 66% com 25% de H2O2 e 0,25 g.L-1 de ZnO Pechini e 71% com 5% de H2O2 e 0,75 g.L-1 de ZnO Comercial. Esses resultados indicaram que o fator mais significante para o processo é a concentração do catalisador. Por fim, os resultados da terceira etapa mostraram que o ZnO, tanto o Pechini como o Comercial, reutilizado não perde sua eficiência fotocatalítica, degradando até 75% da cor do efluente em ambos os ensaios de reciclo. Entretanto o ZnO do tipo Pechini apresenta maior potencial para aplicação em escala real devido ao seu menor índice de perdas na reciclagem (25% por ciclo), em relação ao ZnO Comercial (perdas superiores a 40%). |
Abstract: | This paper aimed to apply heterogeneous Zinc Oxide (ZnO), Commercial and Pechini, based catalysts in the solar photocatalytic treatment of the fruit processing effluent from the city of João Pessoa – PB, evaluating its discoloration over time. Initially, the physicochemical characterization of the effluent was performed, following the Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, followed by three steps of the photocatalytic process. In the first stage, three preliminary tests were performed for each, varying: the concentration of ZnO, the application of Hydrogen Peroxide (H2O2) and the reaction time for the effluent at natural pH, defining the most favorable conditions for the process; An adsorption test for said effluent was also performed in this first step. In the second stage, two experiments were carried out, applying the 2³ factorial design for the heterogeneous photocatalysis Advanced Oxidative Process (AOP) for the two aforementioned types of ZnO, aiming at effluent discoloration. The pH was set at six and the conditions of concentration of ZnO, amount of H2O2 and reaction time were varied. In the third step, the reuse efficiency of the two ZnO catalysts was evaluated by two test cycles, under the best conditions achieved in the second stage. The results of test one of the first step revealed the need for the addition of H2O2 in order to increase effluent discoloration; Thus, in the second test of the step, 25% of the amount of H2O2 needed alone was added to each sample to degrade the effluent's Chemical Oxygen Demand (COD), based on a H2O2 factor of 0.3, providing 75% of color removal for both catalysts used, with ZnO Pechini achieving the result in the shortest time (180 minutes); the third test showed that the adsorption process was a little significant to the discoloration process. In the second stage, maximum color removals of 66% with 25% H2O2 and 0.25 g.L-1 ZnO Pechini and 71% with 5% H2O2 and 0.75 g.L-1 Commercial ZnO were achieved. These results indicated that the most significant factor for the process is the catalyst concentration. Finally, the results of the third stage showed that the reused Pechini and Commercial ZnO do not lose their photocatalytic efficiency, degrading up to 75% of the effluent color in both recycling trials. However, Pechini ZnO has greater potential for full-scale application due to its lower recycling loss rate (25% per cycle), in relation to the Commercial ZnO (losses over 40%). |
Palavras-chave: | Energia solar POAs Fotocatálise heterogênea |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia Civil e Ambiental |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/24828 |
Data do documento: | 4-Out-2019 |
Aparece nas coleções: | CT - TCC - Engenharia Civil e Ambiental |
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USO DO ÓXIDO DE ZINCO (ZnO) E ENERGIA SOLAR NA DESCOLORAÇÃO DO EFLUENTE DE INDÚSTRIA PROCESSADORA.pdf | 1,98 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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