Fotodegradação de efluente de terminal de combustível com catalisadores dopados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferrari-Lima, Ana Maria
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
Texto Completo: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/3649
Resumo: Wastewater derived from petrol products has high organic load and high toxicity, mainly due to the presence of a large number of aromatic hydrocarbons, such as BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene). The toxicity of petrol stations wastewater remains high even after water-oil separation tanks. Given the need for further treatment of these effluents, this work evaluated the efficiency of heterogeneous photocatalysis in the removal of these toxic compounds. Doped and undoped mixed catalysts were synthesized from TiO2, ZnO, and Nb2O5 by sol-gel method. The atomic load of doped nitrogen was found to be approximately 0.5 at%. Photocatalytic tests were performed with radiation from a 46W blacklight lamp (UVA radiation) and a 16W white LED lamp (visible radiation). Assays were carried out with synthetic wastewater containing 100 ppm of benzene, toluene and xylene and with the wastewater collected in a petrol station located in Maringá-PR. The reaction efficiency for the synthetic solution degradation was monitored by gas chromatography applying the headspace technique. The reaction efficiency for the collected wastewater was monitored by turbidity, COD, TOC and acute toxicity removals. The reactions followed the first-order kinetics and the best results were obtained with the N-doped TiO2/ZnO catalyst, which showed kinetics constants of 24x10-3 min-1 and 8.64x10-3 min-1 for BTX removal under UVA and visible radiations, respectively. Regarding to the real wastewater, kinetics constant of 2.4x10-3 min-1 was found for COD removal under visible radiation and the elimination of toxicity was achieved with the same catalyst.
id UEM-10_d8bfaa55b2b3c6ea4f7ac7759aabd9a8
oai_identifier_str oai:localhost:1/3649
network_acronym_str UEM-10
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
repository_id_str
spelling Fotodegradação de efluente de terminal de combustível com catalisadores dopadosPhotodegradation of petrol station wastewater with doped catalystsEfluente de posto de combustívelEfluentesTratamentoBenzenoTolueno e xileno (BTX)Fotocatálise heterogêneaCatalisadores dopadosToxicidadeCinéticaReações catalíticasFotocatalisadores dopadosMaringáParaná (Estado)Brasil.WastewaterBTXDoped photocatalystsHeterogeneous photocatalysisToxicityMaringáParanáStateBrasilEngenhariasEngenharia QuímicaWastewater derived from petrol products has high organic load and high toxicity, mainly due to the presence of a large number of aromatic hydrocarbons, such as BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene). The toxicity of petrol stations wastewater remains high even after water-oil separation tanks. Given the need for further treatment of these effluents, this work evaluated the efficiency of heterogeneous photocatalysis in the removal of these toxic compounds. Doped and undoped mixed catalysts were synthesized from TiO2, ZnO, and Nb2O5 by sol-gel method. The atomic load of doped nitrogen was found to be approximately 0.5 at%. Photocatalytic tests were performed with radiation from a 46W blacklight lamp (UVA radiation) and a 16W white LED lamp (visible radiation). Assays were carried out with synthetic wastewater containing 100 ppm of benzene, toluene and xylene and with the wastewater collected in a petrol station located in Maringá-PR. The reaction efficiency for the synthetic solution degradation was monitored by gas chromatography applying the headspace technique. The reaction efficiency for the collected wastewater was monitored by turbidity, COD, TOC and acute toxicity removals. The reactions followed the first-order kinetics and the best results were obtained with the N-doped TiO2/ZnO catalyst, which showed kinetics constants of 24x10-3 min-1 and 8.64x10-3 min-1 for BTX removal under UVA and visible radiations, respectively. Regarding to the real wastewater, kinetics constant of 2.4x10-3 min-1 was found for COD removal under visible radiation and the elimination of toxicity was achieved with the same catalyst.Os efluentes provenientes do comércio de derivados do petróleo possuem elevada carga orgânica e alta toxicidade, devidos principalmente à presença de um grande número de hidrocarbonetos aromáticos, dentre os quais se destacam os BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno). A toxicidade dos efluentes de postos de combustíveis permanece alta mesmo após passagem por caixas separadoras água-óleo. Diante da necessidade de um tratamento complementar desses efluentes, o presente trabalho avaliou a eficiência da fotocatálise heterogênea na remoção desses compostos tóxicos. Foram sintetizados catalisadores mistos de TiO2, ZnO e Nb2O5 pelo método sol-gel dopados ou não com nitrogênio. A porcentagem atômica de nitrogênio dos catalisadores dopados foi aproximadamente 0,5%. Os testes fotocatalíticos foram realizados com radiações proveniente de uma lâmpada de luz negra 46W (radiação UVA) e uma lâmpada de LED branca 16W (radiação visível). Foram feitos testes com efluente sintético contendo benzeno, tolueno e xileno a uma concentração de 100 ppm de cada composto e com o efluente real coletado em um posto de combustíveis localizado em Maringá-PR. A eficiência das reações foi acompanhada por cromatografia gasosa utilizando a técnica de headspace para o efluente sintético e por análises físico-químicas e de toxicidade aguda para o efluente real. As reações se ajustaram à cinética de primeira ordem aparente e os melhores resultados foram obtidos com o catalisador N-TiO2/ZnO, que apresentou constantes cinéticas de 24x10-3min-1 e 8,64 x10-3min-1 para a redução de BTX sob radiaçãoUVA e visível, respectivamente e de 2,4x10-3min-1 para a redução da DQO do efluente real sob radiação visível, além da eliminação da toxicidade.xviii, 136 fUniversidade Estadual de MaringáBrasilDepartamento de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUEMMaringá, PRCentro de TecnologiaNádia Regina Camargo Fernandes-MachadoMarcelino Luiz Gimenes [Orientador] - UEMMônica Maria Diniz Leão - UFMGVeronice Slusarski Santana - UNIOESTEGiane Gonçalves Lenzi - Brazilian Archives of Biology and TechnologyFerrari-Lima, Ana Maria2018-04-17T17:39:53Z2018-04-17T17:39:53Z2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/3649porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM)instacron:UEM2024-01-09T20:16:09Zoai:localhost:1/3649Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.uem.br:8080/oai/requestopendoar:2024-04-23T14:56:47.815936Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM)false
dc.title.none.fl_str_mv Fotodegradação de efluente de terminal de combustível com catalisadores dopados
Photodegradation of petrol station wastewater with doped catalysts
title Fotodegradação de efluente de terminal de combustível com catalisadores dopados
spellingShingle Fotodegradação de efluente de terminal de combustível com catalisadores dopados
Ferrari-Lima, Ana Maria
Efluente de posto de combustível
Efluentes
Tratamento
Benzeno
Tolueno e xileno (BTX)
Fotocatálise heterogênea
Catalisadores dopados
Toxicidade
Cinética
Reações catalíticas
Fotocatalisadores dopados
Maringá
Paraná (Estado)
Brasil.
Wastewater
BTX
Doped photocatalysts
Heterogeneous photocatalysis
Toxicity
Maringá
Paraná
State
Brasil
Engenharias
Engenharia Química
title_short Fotodegradação de efluente de terminal de combustível com catalisadores dopados
title_full Fotodegradação de efluente de terminal de combustível com catalisadores dopados
title_fullStr Fotodegradação de efluente de terminal de combustível com catalisadores dopados
title_full_unstemmed Fotodegradação de efluente de terminal de combustível com catalisadores dopados
title_sort Fotodegradação de efluente de terminal de combustível com catalisadores dopados
author Ferrari-Lima, Ana Maria
author_facet Ferrari-Lima, Ana Maria
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado
Marcelino Luiz Gimenes [Orientador] - UEM
Mônica Maria Diniz Leão - UFMG
Veronice Slusarski Santana - UNIOESTE
Giane Gonçalves Lenzi - Brazilian Archives of Biology and Technology
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferrari-Lima, Ana Maria
dc.subject.por.fl_str_mv Efluente de posto de combustível
Efluentes
Tratamento
Benzeno
Tolueno e xileno (BTX)
Fotocatálise heterogênea
Catalisadores dopados
Toxicidade
Cinética
Reações catalíticas
Fotocatalisadores dopados
Maringá
Paraná (Estado)
Brasil.
Wastewater
BTX
Doped photocatalysts
Heterogeneous photocatalysis
Toxicity
Maringá
Paraná
State
Brasil
Engenharias
Engenharia Química
topic Efluente de posto de combustível
Efluentes
Tratamento
Benzeno
Tolueno e xileno (BTX)
Fotocatálise heterogênea
Catalisadores dopados
Toxicidade
Cinética
Reações catalíticas
Fotocatalisadores dopados
Maringá
Paraná (Estado)
Brasil.
Wastewater
BTX
Doped photocatalysts
Heterogeneous photocatalysis
Toxicity
Maringá
Paraná
State
Brasil
Engenharias
Engenharia Química
description Wastewater derived from petrol products has high organic load and high toxicity, mainly due to the presence of a large number of aromatic hydrocarbons, such as BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene). The toxicity of petrol stations wastewater remains high even after water-oil separation tanks. Given the need for further treatment of these effluents, this work evaluated the efficiency of heterogeneous photocatalysis in the removal of these toxic compounds. Doped and undoped mixed catalysts were synthesized from TiO2, ZnO, and Nb2O5 by sol-gel method. The atomic load of doped nitrogen was found to be approximately 0.5 at%. Photocatalytic tests were performed with radiation from a 46W blacklight lamp (UVA radiation) and a 16W white LED lamp (visible radiation). Assays were carried out with synthetic wastewater containing 100 ppm of benzene, toluene and xylene and with the wastewater collected in a petrol station located in Maringá-PR. The reaction efficiency for the synthetic solution degradation was monitored by gas chromatography applying the headspace technique. The reaction efficiency for the collected wastewater was monitored by turbidity, COD, TOC and acute toxicity removals. The reactions followed the first-order kinetics and the best results were obtained with the N-doped TiO2/ZnO catalyst, which showed kinetics constants of 24x10-3 min-1 and 8.64x10-3 min-1 for BTX removal under UVA and visible radiations, respectively. Regarding to the real wastewater, kinetics constant of 2.4x10-3 min-1 was found for COD removal under visible radiation and the elimination of toxicity was achieved with the same catalyst.
publishDate 2013
dc.date.none.fl_str_mv 2013
2018-04-17T17:39:53Z
2018-04-17T17:39:53Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/3649
url http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/3649
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual de Maringá
Brasil
Departamento de Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
UEM
Maringá, PR
Centro de Tecnologia
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual de Maringá
Brasil
Departamento de Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
UEM
Maringá, PR
Centro de Tecnologia
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM)
instacron:UEM
instname_str Universidade Estadual de Maringá (UEM)
instacron_str UEM
institution UEM
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
collection Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813258664756117504