Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30357| Título: | Utilização de resíduos poliméricos para a remoção de surfactantes de águas residuais |
| Título(s) alternativo(s): | Use of polymeric waste for the removal of surfactants from waste water |
| Autor(es): | Reis, Thaiara Ramires dos |
| Orientador(es): | Tessaro, André Luiz |
| Palavras-chave: | Águas residuais - Purificação Agentes ativos de superfícies Poliuretanas Poliamidas Sewage - Purification Surface active agents Polyurethanes Polyamides |
| Data do documento: | 21-Nov-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | REIS, Thaiara Ramires dos. Utilização de resíduos poliméricos para a remoção de surfactantes de águas residuais. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2022. |
| Resumo: | Um desafio constante no tratamento de efluentes industriais e domésticos é a remoção de surfactantes, classe de alta complexidade devido a sua concentração elevada e eficiência de remoção limitada. A composição dos principais detergentes comerciais é dominada pelos surfactantes aniônicos, especificamente, o composto linear alquilbenzeno sulfonato de sódio (LAS). A concentração média encontrada em efluentes domésticos varia de 14,0 mg/L a 27,0 mg/L e em efluentes industriais aproximadamente 50,0 mg/L. Quando lançados ao corpo hídrico sem tratamento adequado, os surfactantes têm um alto potencial poluidor. Sua presença reduz a tensão superficial da água e, consequentemente, sua taxa de evaporação, assim favorece a eutrofização, causando crescimento excessivo da vegetação aquática, de organismos como algas e cianobactérias e redução da concentração de oxigênio, o que provoca a morte de outros seres vivos. Assim, a busca pela remoção eficiente de surfactantes, além de ser fundamental para o ecossistema, torna-se um desafio constante. Este trabalho tem por objetivo a remoção de surfactantes (LAS e cloreto de dodecil piridíneo, CDP) pelo método de adsorção utilizando-se resíduos poliméricos, poliuretano (PU) e poliamida (PA), gerados em grandes quantidades como resíduos e com baixa taxa de reciclagem. Por ser um plástico termorrígido, o PU dificilmente é reciclado para ser utilizado em um material plástico do mesmo tipo, e a PA, mesmo com processos de reciclagem química, além de custosos, geram novos resíduos ao meio ambiente. A solução apresentada neste trabalho é a utilização direta de resíduos poliméricos para a remoção de surfactantes por meio de adsorção, propiciando destinação adequada e gerando valor agregado ao resíduo. Inicialmente os adsorventes foram caracterizados via Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier com Reflectância Atenuada e potencial de carga zero (pHPCZ). Avaliou-se por meio de um planejamento composto central de face centrada com design fatorial 23 a influência dos parâmetros experimentais pH (nível inferior 4,0 e superior 10,0), temperatura (nível inferior 20 e superior 40 °C) e tempo de contato (nível inferior 20 e superior 120 min) na capacidade de adsorção dos adsorventes. Quatro condições experimentais foram otimizadas, as quais foram usadas na avaliação das isotermas e cinéticas de adsorção. As isotermas de adsorção se ajustaram melhor ao modelo de Sips indicando a heterogeneidade do sistema, com capacidades máximas de adsorção entre 9,5 e 91 mg g1. Os valores foram satisfatórios quando comparados aos dados presentes na literatura. As cinéticas de adsorção utilizando o PU como adsorvente atingiram equilíbrio em 60 minutos e seguiram ajustes de pseudosegunda ordem (LAS) e difusão (CDP). Os resultados obtidos mostraram-se satisfatórios, indicando que os resíduos poliméricos podem ser utilizados como adsorventes para a remoção de surfactantes em águas residuais. Entretanto, mais estudos devem ser realizados a fim otimizar os parâmetros e avaliar formas de remoção rápida. De qualquer forma, este trabalho abre novas possibilidades para utilização, aproveitamento e agregação de valor de resíduos poliméricos. |
| Abstract: | A constant challenge in the treatment of industrial and domestic effluents is the removal of surfactants, a class of high complexity due to their high concentration and limited removal efficiency. The composition of the main commercial detergents is dominated by anionic surfactants, specifically, the sodium linear alkylbenzene sulfonate (LAS). The average concentration found in domestic effluents varies from 14.0 mg L1 to 27.0 mg L1and in industrial effluents around 50.0 mg L1. When released into the water body without adequate treatment, surfactants have a high polluting potential. Its presence reduces the surface tension of the water and, consequently, its evaporation rate, thus favoring eutrophication, causing excessive growth of aquatic vegetation, organisms such as algae and cyanobacteria and reduction of oxygen concentration, which causes the death of other beings. alive. Thus, the search for the efficient removal of surfactants, in addition to being fundamental for the ecosystem, becomes a constant challenge. This work aims to remove surfactants (LAS and dodecyl pyridinium chloride, DPC) by the adsorption method using polymeric residues, polyurethane (PU) and polyamide (PA), generated in large quantities as residues and with a low recycling rate. As it is a thermoplastic, PU is hardly recycled to be used in a plastic material of the same type, and PA, even with chemical recycling processes, in addition to being costly, generates new waste to the environment. The solution presented in this work is the direct use of polymeric residues to remove surfactants by means of adsorption, providing adequate disposal and generating aggregated value to the residue. Firstly, the adsorbents were characterized via Fourier Transform Infrared Spectroscopy with Attenuated Reflectance and zero charge potential (pHPCZ). The influence of experimental parameters pH (lower level 4.0 and upper level 10.0), temperature (lower level 20 and upper level 40 °C) and contact time (lower level 20 and higher level 120 min) on the adsorption capacity of the adsorbents was evaluated by facecentered central composition design. Four experimental conditions were optimized, which were used in the evaluation of isotherms and adsorption kinetics. The adsorption isotherms adjusted better to the Sips model, indicating the heterogeneity of the system, with maximum adsorption capacities between 9.5 and 91 mg g1. The obtained values were satisfactory when compared to the data in the literature. The adsorption kinetics using PU as adsorbent reached equilibrium in 60 minutes and followed pseudosecond order (LAS) and diffusion (CDP). The results obtained were satisfactory, indicating that the polymeric residues can be used as adsorbents for the removal of surfactants in wastewater. However, more studies should be carried out in order to optimize the parameters and evaluate ways of rapid removal. In any case, this work opens up new possibilities for the use, recovery and added value of polymeric waste. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30357 |
| Aparece nas coleções: | LD - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| residuospolimericosremocaosurfactantes.pdf Disponível a partir de 2024-05-22 | 1,7 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
