Degradação do ácido tereftálico via processos fotoquímicos
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/34454 |
Resumo: | As atividades de indústrias de refino de petróleo e petroquímica produzem efluentes que contêm compostos orgânicos prejudiciais ao meio ambiente e aos seres humanos. Quando são tratados de modo adequado, estes efluentes podem ser reaproveitados pela mesma planta industrial, diminuindo o consumo de água e a disposição de resíduos. Diante disso, novas tecnologias têm sido desenvolvidas para o reuso de água, como os processos oxidativos avançados (POA), que têm a finalidade de degradar contaminantes orgânicos tóxicos e resistentes ao tratamento biológico. O processo foto-Fenton usa o peróxido de hidrogênio, catalisador a base de ferro e radiação ultravioleta para gerar radicais hidroxilas que são altamente reativos e, com essas características, são capazes de quebrar uma ampla variedade de moléculas. A indústria petroquímica gera muitos compostos tóxicos que são difíceis de serem degradados via processo biológico convencional. Em particular, a Petroquímica Suape, localizada no Estado de Pernambuco, produz ácido tereftálico, produto básico da fabricação do PET. O objetivo deste trabalho é avaliar a degradação do ácido tereftálico em meio aquoso via processos fotoquímicos. Os testes de degradação foram realizados com solução aquosa de 20 mg. L⁻¹ de ácido tereftálico (PTA), em presença de peróxido de hidrogênio, catalisador sulfato de ferro II e radiação UVB com lâmpada de vapor de mercúrio. Os resultados mostraram que o processo de fotólise não apresentou degradação significativa do PTA, contudo o processo Fenton (H₂O₂/Fe²⁺) apresentou 69% de degradação deste composto. O processo foto-Fenton, por sua vez, apresentou degradação de 91% após 60 min de reação. Uma análise estatística foi elaborada para avaliar o efeito das variáveis concentração de peróxido e de catalisador sobre o percentual de redução de carbono orgânico total. Um modelo cinético de pseudoprimeira ordem foi ajustado para a degradação de PTA na melhor condição do processo foto-Fenton, apresentando uma constante cinética k = 0,0181 min⁻¹, com coeficiente de determinação R² igual a 0,975. Uma estimativa de custo foi determinada para implantação em escala industrial, resultando num custo de US$ 13,2 por m³ de efluente tratado. |
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When properly treated, these effluents can be recycled by the same industrial plant, reducing water consumption and waste disposal. New technologies have been developed for water reuse, such as advanced oxidative processes (POA), which have the purpose of degrading organic contaminants that are toxic and resistant to biological treatment. The photo-Fenton process uses hydrogen peroxide, an iron-based catalyst and ultraviolet radiation to generate hydroxyl radicals that are highly reactive, capable of degrading a wide variety of molecules. The petrochemical industry generates many toxic compounds that are difficult to be degraded via the conventional biological process. For example, Petroquímica Suape, located in the state of Pernambuco, produces terephthalic acid, the basic product of PET manufacturing. The objective of this work is to evaluate the degradation of terephthalic acid in aqueous media via photochemical processes. The degradation experiments were performed with aqueous solution of 20 mg.L⁻¹ of terephthalic acid (PTA) in the presence of hydrogen peroxide, ferrous sulfate as catalyst and UVB radiation from a mercury vapor lamp. The results showed that the photolysis process showed no significant degradation of the PTA, however the Fenton (H₂O₂/Fe²⁺) process presented 69% of PTA degradation. The photo-Fenton process showed 91% of degradation after 60 min of reaction. A statistical analysis was carried out to evaluate the effect of the peroxide and catalyst concentration variables on the percent reduction of total organic carbon. A pseudo first order kinetic model was adjusted for PTA degradation in the best condition of the photo-Fenton process, resulting in a kinetic constant k = 0.0181 min⁻¹, with determination coefficient R2 equal to 0.975. A cost estimate was determined for industrial scale, resulting in a cost of US$ 13.2 per m³ of treated effluent.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia QuimicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia QuímicaÁcido tereftálicoProcesso oxidativo avançadoFoto-FentonEfluente petroquímicoReator fotoquímicoDegradação do ácido tereftálico via processos fotoquímicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILDISSERTAÇÃO Isaque Alves Freitas da Silva.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Isaque Alves Freitas da Silva.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1316https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/34454/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Isaque%20Alves%20Freitas%20da%20Silva.pdf.jpg28f0b60251192060955fd022267a9c1eMD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Isaque Alves Freitas da Silva.pdfDISSERTAÇÃO Isaque Alves Freitas da Silva.pdfapplication/pdf3176523https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/34454/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Isaque%20Alves%20Freitas%20da%20Silva.pdfe65503a80d90528d79c3d56831348db0MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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