Desinfecção de água contaminada por Pseudômonas Aeruginosa via radiação ultravioleta: modelagem e desenvolvimento cinético
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Data de Publicação: | 2008 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/6183 |
Resumo: | O lançamento no meio ambiente de esgotos sanitários, em estados brutos ou parcialmente tratados, tem constituído uma ameaça à população. A irradiação por luz UV-C é uma técnica de ponta para desinfecção de águas de consumo e residuárias. A bactéria Pseudomonas aeruginosa é resistente ao tratamento convencional por cloração, devido à sua fisiologia oposta via de regra por uma cápsula extracelular, sendo responsável por infecções hospitalares em pacientes imunodeprimidos. Este trabalho está relacionado com o estudo da cinética do processo de desinfecção de água contaminada com a bactéria Pseudomonas aeruginosa por meio de Radiação UV-C. Os estudos cinéticos foram realizados em um fotorreator anular operando em batelada dentro de um ciclo contínuo. A fonte de radiação UV-C utilizada foi a lâmpada germicida, marca Philips modelo TUV 36W. Dois tipos de água modelo foram utilizados: a) água-modelo sem nutriente: suspensão de bactéria em água destilada previamente esterilizada, para processo com e sem radiação, b) água-modelo com nutriente: suspensão de bactéria em água destilada previamente esterilizada e meio asparagina, fazendo-se o estudo com radiação. A concentração de Pseudomonas aeruginosa foi quantificada por meio da técnica de contagem em placas. Concentração inicial da bactéria na água-modelo variou na faixa de 200 a 1600 UFC/cm3. Os parâmetros óticos da Pseudomonas aeruginosa, do meio Asparagina e da suspensão tratada foram medidos de faixa de comprimento de onda de 254 nm. A pressão e temperatura foram a 1 atm e 25ºC, respectivamente. As evoluções dinâmicas da concentração da bactéria e dos parâmetros óticos foram obtidas. Observou-se que o tempo de processo para que esta concentração chegasse a zero aumentou de acordo com a concentração inicial de bactéria, em ambas as situações. Para água-modelo sem nutriente obteve-se a esterilização da água (eficiência de inativação de 100%), no entanto para água-modelo com nutriente obteve-se água desinfetada. Os parâmetros para água-modelo sem nutriente foram invariantes com o tempo, porém para o sistema com nutriente decrescia ao longo do processo. A modelagem do processo foi feita com base nos princípios da conservação da matéria e energia variante. Assumiu-se que o modelo cinético simplificado para a inativação da bactéria em que a taxa de inativação é uma função direta do rendimento quântico, do parâmetro LVRPA, e da concentração inicial de bactéria. O método de Runge-Kutta de quarta ordem foi utilizado para solucionar a equação diferencial do perfil de concentração. Os parâmetros cinéticos foram estimados utilizando-se rotina de otimização Box-Simplex |
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John Pereira Neves, HenriqueMaria Sarmento, Sandra 2014-06-12T18:02:39Z2014-06-12T18:02:39Z2008-01-31John Pereira Neves, Henrique; Maria Sarmento, Sandra. Desinfecção de água contaminada por Pseudômonas Aeruginosa via radiação ultravioleta: modelagem e desenvolvimento cinético. 2008. Dissertação (Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2008.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/6183O lançamento no meio ambiente de esgotos sanitários, em estados brutos ou parcialmente tratados, tem constituído uma ameaça à população. A irradiação por luz UV-C é uma técnica de ponta para desinfecção de águas de consumo e residuárias. A bactéria Pseudomonas aeruginosa é resistente ao tratamento convencional por cloração, devido à sua fisiologia oposta via de regra por uma cápsula extracelular, sendo responsável por infecções hospitalares em pacientes imunodeprimidos. Este trabalho está relacionado com o estudo da cinética do processo de desinfecção de água contaminada com a bactéria Pseudomonas aeruginosa por meio de Radiação UV-C. Os estudos cinéticos foram realizados em um fotorreator anular operando em batelada dentro de um ciclo contínuo. A fonte de radiação UV-C utilizada foi a lâmpada germicida, marca Philips modelo TUV 36W. Dois tipos de água modelo foram utilizados: a) água-modelo sem nutriente: suspensão de bactéria em água destilada previamente esterilizada, para processo com e sem radiação, b) água-modelo com nutriente: suspensão de bactéria em água destilada previamente esterilizada e meio asparagina, fazendo-se o estudo com radiação. A concentração de Pseudomonas aeruginosa foi quantificada por meio da técnica de contagem em placas. Concentração inicial da bactéria na água-modelo variou na faixa de 200 a 1600 UFC/cm3. Os parâmetros óticos da Pseudomonas aeruginosa, do meio Asparagina e da suspensão tratada foram medidos de faixa de comprimento de onda de 254 nm. A pressão e temperatura foram a 1 atm e 25ºC, respectivamente. As evoluções dinâmicas da concentração da bactéria e dos parâmetros óticos foram obtidas. Observou-se que o tempo de processo para que esta concentração chegasse a zero aumentou de acordo com a concentração inicial de bactéria, em ambas as situações. Para água-modelo sem nutriente obteve-se a esterilização da água (eficiência de inativação de 100%), no entanto para água-modelo com nutriente obteve-se água desinfetada. Os parâmetros para água-modelo sem nutriente foram invariantes com o tempo, porém para o sistema com nutriente decrescia ao longo do processo. A modelagem do processo foi feita com base nos princípios da conservação da matéria e energia variante. Assumiu-se que o modelo cinético simplificado para a inativação da bactéria em que a taxa de inativação é uma função direta do rendimento quântico, do parâmetro LVRPA, e da concentração inicial de bactéria. O método de Runge-Kutta de quarta ordem foi utilizado para solucionar a equação diferencial do perfil de concentração. Os parâmetros cinéticos foram estimados utilizando-se rotina de otimização Box-SimplexCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de PernambucoAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessDesinfecçãoRadiação UV-CPseudomonas aeruginosaFotorreatorModelagem CinéticaDesinfecção de água contaminada por Pseudômonas Aeruginosa via radiação ultravioleta: modelagem e desenvolvimento cinéticoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILarquivo166_1.pdf.jpgarquivo166_1.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2142https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/6183/4/arquivo166_1.pdf.jpg8d3bfda5e677ded57d6885f6822bc991MD54ORIGINALarquivo166_1.pdfapplication/pdf3384233https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/6183/1/arquivo166_1.pdfc4aa78c71c1e17f59c51cfcfd5e7a869MD51LICENSElicense.txttext/plain1748https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/6183/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52TEXTarquivo166_1.pdf.txtarquivo166_1.pdf.txtExtracted texttext/plain251641https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/6183/3/arquivo166_1.pdf.txtba1411a3e4a316fad32cf04395c240dcMD53123456789/61832019-10-25 12:01:23.332oai:repositorio.ufpe.br:123456789/6183Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212019-10-25T15:01:23Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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