Adsorção de poluentes de águas usando biochars preparados a partir de resíduos das podas da indústria vinícola

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gonçalves, Pedro Miguel Teixeira
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/16456
Resumo: O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de utilizar biochars, preparados a partir de resíduos da indústria vinícola (podas da vinha), para o tratamento de águas residuais na remoção de micropoluentes. Os micropoluentes estudados foram a fluoxetina, um fármaco, e o pirimicarbe, um pesticida. Para a obtenção dos biochars foram testadas diferentes condições de pirólise, tais como o tempo e temperatura. Das condições de pirólise testadas, a temperatura de 375°C com uma rampa de aquecimento e um tempo de patamar de 15 minutos foi a que resultou em materiais com melhores propriedades de adsorção. Após a seleção das melhores condições de pirólise, efetuaram-se ensaios de cinética, equilíbrio e influência do pH, para todos os sistemas em estudo. Para os sistemas biochar e material bruto (MB) – fluoxetina o modelo cinético que melhor se ajustou foi o de pseudo – 1ª ordem. Relativamente aos sistemas biochar e MB – pirimicarbe, o modelo cinético que melhor se ajustou foi o de pseudo-2ª ordem. Tendo em conta os resultados obtidos nos ensaios de cinética o tempo de ensaio utilizado para os estudos de equilíbrio foi de 120 minutos. Nos ensaios de equilíbrio verificou-se que o modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou a todos os sistemas à exceção do biochar – fluoxetina que apresentou um melhor ajuste ao modelo de Langmuir. O sistema MB – fluoxetina apresentou um valor de capacidade de adsorção em equilíbrio de 2,58 mg/g, enquanto que o biocharfluoxetina para a mesma concentração de equilíbrio (0,88 mg/L) apresenta uma capacidade de 3,00 mg/g. Para a mesma concentração de equilíbrio (10,57 mg/L) o sistema biochar – pirimicarbe apresentou uma capacidade de 0,56 mg/g, enquanto que para o sistema MB – pirimicarbe foi de 0,44 mg/g. Relativamente à influência do pH, na adsorção dos poluentes em estudo verificouse que nos sistemas biochar e MB – fluoxetina não há um efeito significativo na capacidade de adsorção. Relativamente ao sistema biochar – pirimicarbe, verificou-se que para o biochar a gama ótima de trabalho é entre 4,53 e 9,00. No caso do MB - pirimicarbe, a gama ótima verificou-se para valores de pH entre 4,53 e 5,00.
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Após a seleção das melhores condições de pirólise, efetuaram-se ensaios de cinética, equilíbrio e influência do pH, para todos os sistemas em estudo. Para os sistemas biochar e material bruto (MB) – fluoxetina o modelo cinético que melhor se ajustou foi o de pseudo – 1ª ordem. Relativamente aos sistemas biochar e MB – pirimicarbe, o modelo cinético que melhor se ajustou foi o de pseudo-2ª ordem. Tendo em conta os resultados obtidos nos ensaios de cinética o tempo de ensaio utilizado para os estudos de equilíbrio foi de 120 minutos. Nos ensaios de equilíbrio verificou-se que o modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou a todos os sistemas à exceção do biochar – fluoxetina que apresentou um melhor ajuste ao modelo de Langmuir. O sistema MB – fluoxetina apresentou um valor de capacidade de adsorção em equilíbrio de 2,58 mg/g, enquanto que o biocharfluoxetina para a mesma concentração de equilíbrio (0,88 mg/L) apresenta uma capacidade de 3,00 mg/g. Para a mesma concentração de equilíbrio (10,57 mg/L) o sistema biochar – pirimicarbe apresentou uma capacidade de 0,56 mg/g, enquanto que para o sistema MB – pirimicarbe foi de 0,44 mg/g. Relativamente à influência do pH, na adsorção dos poluentes em estudo verificouse que nos sistemas biochar e MB – fluoxetina não há um efeito significativo na capacidade de adsorção. Relativamente ao sistema biochar – pirimicarbe, verificou-se que para o biochar a gama ótima de trabalho é entre 4,53 e 9,00. No caso do MB - pirimicarbe, a gama ótima verificou-se para valores de pH entre 4,53 e 5,00.The present work was focused on the valorization of byproducts of the winery industry (namely vine canes) by its conversion into biochars for the removal of micropollutants in wastewater. The micropollutants studied were fluoxetine, a pharmaceutical, and pirimicarbe, a pesticide. To produce biochars different pyrolysis conditions, such as time and temperature, were studied. From the tested pyrolysis conditions, the one with a temperature of 375°C, with a heating ramp and residence time of 15 minutes was the one which resulted in materials with best adsorption proprieties. After choosing the best pyrolysis conditions, kinetic and equilibrium studies, as well as the evaluation of the pH influence were performed for all the systems. Regarding the systems biochar and raw material (RM) – fluoxetine, the kinetic model with a better adjustment was the pseudo – 1 st order. For the systems biochar and RM – pirimicarb, the kinetic model with a better adjustment was the pseudo – 2 nd order. Considering the results obtained in the kinetic studies, the time selected for the equilibrium studies was 120 minutes. The Freundlich model provided the best adjustment in the equilibrium studies for all systems except for biochar – fluoxetine, which was better fitted by Langmuir model. The system RM – fluoxetine presented an equilibrium adsorption capacity of 2.58 mg/g, while the biochar – fluoxetine, for the same equilibrium concentration (0.88 mg/L) reveled a capacity of 3.00 mg/g. For the same equilibrium concentration (10.57 mg/L) the system biochar – pirimicarbe had an adsorption capacity of 0.56 mg/g, while the system RM – pirimicarb presented 0.44 mg/g. Regarding the pH influence on the adsorption, it was observed that in the systems biochar and RM – fluoxetine the pH did not have significant effect in the adsorption capacity. For the system biochar – pirimicarb the optimum range of pH was between 4.53 and 9.00, and for the system RM – pirimicarb the optimum range of pH values was between 4.53 and 5.00. Despite the expected differences between biochar and RM, in practical terms it may not be cost effective to preform pyrolysis to increase the adsorption capacity.Figueiredo, Sónia Adriana Ribeiro da CunhaRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoGonçalves, Pedro Miguel Teixeira2023-11-02T01:32:09Z20202020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/16456TID:202535339porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T01:46:21Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/16456Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:36:07.530141Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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