Orientador: Ambrósio Florêncio de Almeida Neto

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: O objetivo desse trabalho foi à utilização e melhoramento do processo de eletrofloculação, visando o tratamento de efluentes contaminados com corantes têxteis a partir do dimensionamento de um protótipo de sistema de eletrofloculação, simples, economicamente viável e ambientalmente...

Resumo: O objetivo desse trabalho foi à utilização e melhoramento do processo de eletrofloculação, visando o tratamento de efluentes contaminados com corantes têxteis a partir do dimensionamento de um protótipo de sistema de eletrofloculação, simples, economicamente viável e ambientalmente sustentável. Adicionalmente, visando a reprodutibilidade do processo, os dados foram avaliados estatisticamente e um modelo matemático foi desenvolvido para quantificar o percentual de remoção de cor e foi realizado o estudo cinético do processo. O sistema foi dimensionado a partir de uma série de experimentos, que inicialmente constituíram-se na variação da concentração inicial de corante, densidade de corrente elétrica, material dos eletrodos, arranjo, pré-tratamento dos eletrodos e eletrólito utilizado. Posteriormente, a partir dos resultados obtidos com a aplicação destas variáveis, quanto ao percentual de remoção de cor, avaliado por meio da absorbância de luz UV-visível, 480nm, variação da temperatura, pH e massa de eletrodo consumida, foi feito um planejamento experimental alterando a área ativa e as condições de pré-tratamento dos eletrodos por decapagem ácida (%HCl, tempo de decapagem), além do volume de ácido nítrico adicionado à solução de sulfato de sódio e água destilada que atuaram enquanto eletrólito. O trabalho teve como conclusões principais, que o uso da eletrofloculação para o tratamento de efluentes contaminados com corantes têxteis é viável tendo sido obtidas condições de processo que garantiram altos graus de remoção de corante (até 98,06%) associado a custo médio de US$22,83/m³ de efluente tratado, chegando ao valor mínimo de US$12,30. Verificou-se que a área ativa e o pH da solução eletrolítica são os fatores mais relevantes no processo em relação ao percentual de remoção, para qual foi possível a geração de um modelo estatisticamente relevante. Salienta-se que o escalonamento do processo a partir do aumento da área ativa geraria maiores percentuais de remoção de corante, no mesmo intervalo de tempo, do que os aplicados em bancada. Por fim, foi obtida uma equação de velocidade de reação de eletrofloculação em função do consumo de corante elevado a 1,6 e multiplicado por k = 0.006 ± 0.001 mg^(-0,6)?L ^0,6?min^(-1)

Abstract: The objective of this work was the use and the improvement of electroflocculation process to treat effluents contaminated with textile dyes based on the design of an electroflocculation system prototype, simple, economically viable and environmentally sustainable. Additionally, aiming at...

Abstract: The objective of this work was the use and the improvement of electroflocculation process to treat effluents contaminated with textile dyes based on the design of an electroflocculation system prototype, simple, economically viable and environmentally sustainable. Additionally, aiming at the reproducibility of the process, the data was treated statistically to assemble a mathematical model for the amount of color removal and study the kinetic of the process. The system was dimensioned based on a series of experiments, which, first was about the variation of the initial concentration of dye, intensity of electric current, material of the electrodes, arrangement, pre-treatment of the electrodes and electrolyte that were used. Subsequently, based on the results obtained with the application of these variables, as to the percentage of color removal, assessed by means of absorbance of UV-visible light, 480nm, temperature variation, pH and electrode mass consumed. An experimental design was made with 24 experiments plus 3 central points, changing the active surface area and the pre-treatment conditions of the electrodes by acid pickling (% HCl, pickling time), in addition to the volume of nitric acid added to the sodium sulfate solution and distilled water that acted as an electrolyte. The main conclusion of this study was that the use of electroflocculation for the treatment of effluents, contaminated with textile dyes, is feasible, obtaining process conditions that guaranteed high degrees of dye removal (up to 98.06%), associated with an average cost of US$ 22.83 / m³ of treated effluent, reaching a minimum value of US$ 12.30. The active surface area and the pH of the electrolyte solution are the most relevant factors in the process in relation to the removal percentage, for which it was possible to generate a statistically relevant model. It should be noted that the scaling of the process from the increase of the active surface area would generate higher percentages of dye removal, in the same time interval, than that obtained on the lab. Finally, an electroflocculation reaction rate equation was obtained as a function of the dye consumption, with reaction order equal to 1.6 and constant equal k = 0.006 ± 0.001 mg^(-0,6)?L^0,6?min^(-1)

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