Ozonização e oxidação com persulfato de sódio do corante azo reactive black 5: cinética, formação de subprodutos e metodologia de superfície de resposta
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4950 |
Resumo: | O efluente da indústria têxtil é geralmente caracterizado por alto pH, cor intensa e salinidade extremamente alta. Devido às complexas características deste efluente, cada vez mais estudos vêm sendo desenvolvidos para seu tratamento. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de remoção do corante Reactive Black 5 pelos processos de ozonização e oxidação com persulfato de sódio. Para a ozonização foi feito um planejamento fatorial 22 com as variáveis pH (2, 3,5, 7, 10,5 e 12) e vazão de O3 (5, 6,5, 10, 13,5 e 15 L min-1) e para oxidação com persulfato de sódio foi feito um fatorial 23 com as variáveis, pH (2, 4, 7, 10 e 12), temperatura (20, 28, 40, 52 e 60 °C) e concentração de persulfato de sódio (500, 905, 1500, 2095, 2500 mg L-1). O tempo de oxidação de ambos os processos foi de 60 minutos e ao longo do tempo foram analisadas as eficiências de remoção do corante. A produção de ozônio utilizada neste trabalho foi de 1,265 gO3 h-1 correspondente à vazão de ar de 15 L min-1 e transferência máxima de O3 para a solução de 60% em condições alcalinas (pH 12). Pela aplicação do delineamento de composto central rotacional (DCCR) pode-se determinar a condição ótima de pH (11,30) e vazão de O3 (14,31 L min-1) para 6 min de ozonização. Ao final de 60 min, a eficiência de remoção foi acima de 90% nas condições avaliadas. Na oxidação com persulfato de sódio, a eficiência de remoção máxima foi de 100% nos perfis realizados com temperatura superior a 40 oC, e na faixa ótima de pH 7,50, temperatura de 52 °C e concentração do PS de 1731 mg L-1 ao final de 60 minutos de tratamento. A cinética para os dois processos de tratamento resultou em pseudo-primeira ordem com constante cinética para oxidação com persulfato de sódio de k = 0,1798 min-1 e para ozonizaçãode de k = 0,1358 min-1. A concentração de sulfato aumentou ao longo do tempo de tratamento em 298 mg L-1 ao final dos 60 min de tratamento. Não foi verificada presença de metais nas amostras avaliadas, indicando a não influência da resistência na ativação do persulfato de sódio. De acordo com as análises cromatográficas para determinação de subprodutos, foi determinado benzeno etenil-sulfonil como produto intermediário da ozonização e da oxidação com persulfato de sódio e em ambos os tratamentos foi possível observar que o pico deste subproduto diminiu ao longo do tempo. Ao longo deste trabalho pode-se observar que tanto a ozonização quanto a oxidação com persulfato de sódio apresentaram resultados eficientes na oxidação do corante têxtil RB 5. |
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2020-05-18T19:56:16Z2020-05-18T19:56:16Z2019-10-30TREVIZANI, Jéssica Luiza Bueno. Ozonização e oxidação com persulfato de sódio do corante azo Reactive Black 5: cinética, formação de subprodutos e metodologia de superfície de resposta. 2019. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4950O efluente da indústria têxtil é geralmente caracterizado por alto pH, cor intensa e salinidade extremamente alta. Devido às complexas características deste efluente, cada vez mais estudos vêm sendo desenvolvidos para seu tratamento. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de remoção do corante Reactive Black 5 pelos processos de ozonização e oxidação com persulfato de sódio. Para a ozonização foi feito um planejamento fatorial 22 com as variáveis pH (2, 3,5, 7, 10,5 e 12) e vazão de O3 (5, 6,5, 10, 13,5 e 15 L min-1) e para oxidação com persulfato de sódio foi feito um fatorial 23 com as variáveis, pH (2, 4, 7, 10 e 12), temperatura (20, 28, 40, 52 e 60 °C) e concentração de persulfato de sódio (500, 905, 1500, 2095, 2500 mg L-1). O tempo de oxidação de ambos os processos foi de 60 minutos e ao longo do tempo foram analisadas as eficiências de remoção do corante. A produção de ozônio utilizada neste trabalho foi de 1,265 gO3 h-1 correspondente à vazão de ar de 15 L min-1 e transferência máxima de O3 para a solução de 60% em condições alcalinas (pH 12). Pela aplicação do delineamento de composto central rotacional (DCCR) pode-se determinar a condição ótima de pH (11,30) e vazão de O3 (14,31 L min-1) para 6 min de ozonização. Ao final de 60 min, a eficiência de remoção foi acima de 90% nas condições avaliadas. Na oxidação com persulfato de sódio, a eficiência de remoção máxima foi de 100% nos perfis realizados com temperatura superior a 40 oC, e na faixa ótima de pH 7,50, temperatura de 52 °C e concentração do PS de 1731 mg L-1 ao final de 60 minutos de tratamento. A cinética para os dois processos de tratamento resultou em pseudo-primeira ordem com constante cinética para oxidação com persulfato de sódio de k = 0,1798 min-1 e para ozonizaçãode de k = 0,1358 min-1. A concentração de sulfato aumentou ao longo do tempo de tratamento em 298 mg L-1 ao final dos 60 min de tratamento. Não foi verificada presença de metais nas amostras avaliadas, indicando a não influência da resistência na ativação do persulfato de sódio. 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For the ozonation a factorial design 22 was made with the variables pH (2, 3.5, 7, 10.5 and 12) and O3 flowrate (5, 6.5, 10, 13.5 and 15 L min-1), and to the oxidation with sodium persulfate, a a factorial design 23 prepared with the variables pH (2, 4, 7, 10 and 12), temperature (20, 28, 40, 52 and 60 °C) and sodium persulfate concentration (500, 905, 1500, 2095, 2500 mg L-1). The oxidation time of both processes was 60 minutes and the dye removal efficiencies over time were analyzed. The ozone production used in this study was 1.265 gO3 h-1 corresponding to air flowrate of 15 L min-1 and maximum O3 transfer to the solution of 60% in alkaline conditions (pH 12). By applying the central compound design (CCRD) the optimal condition of pH (11.30) and O3 flow (14.31 L min-1) for 6 min of ozonation was determined. At the end of 60 min the removal efficiency was above 90% to the evaluated conditions. For the oxidation with sodium persulfate, the maximum removal efficiency was 100% in the profiles with temperature above 40 oC, and in the optimum range of pH of 7.50, temperature of 52 °C, and concentration of SP of 1,731 mg L-1 after 60 minutes of treatment. The kinetics for both treatment processes resulted in pseudo-first order with kinetic constant to the sodium persulfate oxidation of k = 0,1798 min-1 and to the ozonation of k = 0,1358 min-1. Sulphate concentration increased over the treatment in 298 mg L-1 at the end of 60 minutes of treatment. No presence of metals was verified in the evaluated samples, indicating no influence of the resistance on the sodium persulfate activation. According to the chromatographic analysis to the determination of byproducts, ethenyl sulfonyl benzene was determined as an intermediate product of ozonization and sodium persulfate oxidation and in both treatments it was observed that the peak of this byproduct decreased over the time. Both ozone and sodium persulphate oxidation showed efficient results in the oxidation of textile dye RB 5.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIAEngenharia CivilOxidaçãoDegradação ambientalOzônioAgentes oxidantesResíduos industriaisIndústria têxtilCorantes e tingimento - Indústria têxtilOxidationEnvironmental degradationOzoneOxidizing agentsFactory and trade wasteTextile industryDyes and dyeing - Textile industryOzonização e oxidação com persulfato de sódio do corante azo reactive black 5: cinética, formação de subprodutos e metodologia de superfície de respostaOzonation and persulphate oxidation of azo dye Reactive Black 5: kinetics, by-product formation and response surface methodologyinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisCuritibaCarvalho, Karina Querne dehttps://orcid.org/0000-0003-4577-7537http://lattes.cnpq.br/8055585859691419Passig, Fernando Hermeshttps://orcid.org/0000-0002-7461-0616http://lattes.cnpq.br/0839069076248628Nagalli, Andréhttps://orcid.org/0000-0002-3985-755Xhttp://lattes.cnpq.br/2654028156219694Vidal, Carlos Magno de Sousahttp://lattes.cnpq.br/1554298849674091Benincá, Cristinahttp://lattes.cnpq.br/1546753285991498Carvalho, Karina Querne dehttps://orcid.org/0000-0003-4577-7537http://lattes.cnpq.br/8055585859691419Domingues, Roberta Carolina Pelissari Rizzohttp://lattes.cnpq.br/7418360755556349https://orcid.org/0000-0002-8563-5915http://lattes.cnpq.br/1142405558358412Trevizani, Jéssica Luiza Buenoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALozonizacaooxidacaocoranteazo.pdfozonizacaooxidacaocoranteazo.pdfapplication/pdf3279058http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4950/3/ozonizacaooxidacaocoranteazo.pdf4d11ece66151a01b1b7d0eecb26e2b67MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4950/4/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD54TEXTozonizacaooxidacaocoranteazo.pdf.txtozonizacaooxidacaocoranteazo.pdf.txtExtracted texttext/plain275205http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4950/5/ozonizacaooxidacaocoranteazo.pdf.txt37797f1825e557b60c12c5290b8511b1MD55THUMBNAILozonizacaooxidacaocoranteazo.pdf.jpgozonizacaooxidacaocoranteazo.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1219http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4950/6/ozonizacaooxidacaocoranteazo.pdf.jpgb894e32c66aea73de219ae077f929e1aMD561/49502020-05-19 03:00:58.872oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-05-19T06:00:58Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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Ozonização e oxidação com persulfato de sódio do corante azo reactive black 5: cinética, formação de subprodutos e metodologia de superfície de resposta Trevizani, Jéssica Luiza Bueno CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA Oxidação Degradação ambiental Ozônio Agentes oxidantes Resíduos industriais Indústria têxtil Corantes e tingimento - Indústria têxtil Oxidation Environmental degradation Ozone Oxidizing agents Factory and trade waste Textile industry Dyes and dyeing - Textile industry Engenharia Civil |
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