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Aplicação da poliacrilamida na floculação de cátions metálicos
(2017-05-26) Nascimento, Luiz Antonio do; Duarte, Márcia Maria Lima; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; ; ; Nascimento, André Ezequiel Gomes do; ; Santos, Damilson Ferreira dos; ; Santos, Joselisse Soares de Carvalho; ; Melo, Ricardo Paulo Fonseca;
A elevação nos níveis de agentes contaminantes de origem antrópica está associada ao desenvolvimento da atividade industrial ao redor do mundo. A atuação das indústrias neste caso deve-se ao grande volume de efluentes com elevada concentração ou com uma variedade significativa de contaminantes. Os metais pesados são, em geral, vistos como substâncias bastante ofensivas à saúde humana e animal. Entretanto, eles são cada vez mais usados em diversos produtos que são absolutamente necessários em nosso dia a dia, o que leva a número crescente de pessoas expostas à contaminação, de forma direta ou indireta, com essas substâncias. A contaminação, e o eventual envenenamento, por metais pesados em alguns lugares é algo crônico, haja vista que os seus sintomas não aparecem de imediato, e o processo se desenvolve por um período muito longo. Por isso, várias técnicas de remoção foram desenvolvidas a fim de garantir o máximo possível de segurança no descarte desses rejeitos. Uma das técnicas mais comumente usadas no tratamento de metais dissolvidos em solução aquosa é a precipitação química. O ajuste do pH ou a adição de um agente floculante são condições básicas para a execução dessa técnica. A poliacrilamida iônica é um polímero de base orgânica que tem sítios ativos em sua cadeia capazes de propiciar um relevante desempenho na remoção de cátions metálicos a partir de uma solução aquosa. Neste trabalho, a poliacrilamida mostrou uma eficiência de remoção de zinco de 30 a 70% quando o pH da solução foi elevado de 4,5 a 7,0 e superou os 70% em testes com o cobre sem que houvesse aumento no pH. Numa ação combinada com CTAB, a eficiência de remoção foi de 20 para 40% apenas com a adição desse tensoativo numa concentração que era o dobro da concentração de íons Zn2+. No tratamento do efluente real vindo de uma galvânica, do qual foram analisados níquel e cobre, a poliacrilamida foi mais seletiva ao cobre para o qual foi obtida uma eficiência de remoção de 30% contra 10% para o níquel sem que nenhum outro composto fosse adicionado. A poliacrilamida também teve bom desempenho como inibidor de incrustação ao sequestrar e manter em solução íons Ca2+ mesmo em elevada temperatura. Com isso é possível dizer que a poliacrilamida é capaz de cumprir a função de ser um agente floculante de cátions metálicos dissolvidos numa solução aquosa.
Aplicação de tensoativo não iônico na remoção de fenol de meio aquoso: equilíbrio e modelagem
(2016-12-07) Silva, Wanessa Paulino Neves; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/2811639726261017; ; http://lattes.cnpq.br/0135440045666758; Dantas Neto, Afonso Avelino; ; http://lattes.cnpq.br/2174051551046465; Araújo, Alessandro Alisson de Lemos; ; http://lattes.cnpq.br/6204950349091367; Nascimento, André Ezequiel Gomes do; ; http://lattes.cnpq.br/7617753920843808; Oliveira, Humberto Neves Maia de; ; http://lattes.cnpq.br/7302633941782540; Lima, Luis Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/5237142340345513; Melo, Ricardo Paulo Fonseca; ; http://lattes.cnpq.br/2188795979320167
A sustentabilidade ambiental tem sido alvo de interesse e preocupação nas indústrias, principalmente devido à geração de efluentes. Como os compostos fenólicos são tóxicos aos seres vivos, o teor máximo de 0,5 ppm é considerado como concentração limite para lançamentos em corpos de água doce pela Resolução Federal CONAMA nº. 430 de 2011. No processo de tratamento desses efluentes, a extração líquido-líquido é o processo mais econômico para a recuperação do fenol, pois consome pouca energia, mas, na maioria das vezes, utiliza um solvente orgânico que pode acarretar sérios problemas ambientais. Alguns estudos comprovam a viabilidade da utilização de tensoativos não iônicos em substituição aos solventes orgânicos. O objetivo principal deste trabalho foi estudar o processo de extração de fenol de efluentes aquosos utilizando como agente extrator os tensoativos não iônicos nonilfenol etoxilados com grau de etoxilação: 8; 9,5; 10; 11 e 12. Avaliou-se algumas propriedades do processo, como o ponto de nuvem (PN), concentração miclar criticar (c.m.c.) dos tensoativos, termodinâmica de micelização, efeito da concentração de sal (Xsal), concentração de tensoativo (Xt), concentração de fenol (Xf) e grau de etoxilação da molécula de tensoativo (EO), bem como os parâmetros do processo de extração: eficiência de extração, razão volumétrica das fases, fator de concentração e coeficiente de partição. Os resultados mostraram que o PN dos tensoativos é diretamente influenciado pela quantidade de fenol e sais presentes no efluente. A técnica de planejamento experimental mostrou-se eficiente no desenvolvimento de modelos matemáticos capazes de prever o PN dos tensoativos e na otimização das variáveis visando um baixo custo energético (diminuição do PN). As condições para se obter os menores valores de PN é Xsal = 0,2%, Xt = 0,5% e EO = 10. Os ensaios para determinação da c.m.c. e análise termodinâmica de micelização permitiram verificar que o aumento da temperatura tende a diminuir a c.m.c. dos tensoativos, o processo de micelização é espontâneo e exotérmico para todos os tensoativos e temperaturas estudados. A eficiência de remoção de fenol dos sistemas foi satisfatória e, em alguns casos, superior a 95%, apesar do elevado percentual do volume da fase coacervato. A modelagem e análise estatística dos dados experimentais geraram modelos capazes de descrever o processo, estimando a eficiência de remoção e os parâmetros em função da composição do sistema. Portanto, a utilização de tensoativos não iônicos nonilfenol etoxilados propostos representam uma alternativa concreta na remoção de fenol de efluentes aquosos, com menor risco ambiental que os sistemas convencionais utilizados na indústria.
Avaliação da remoção de fármacos por processos adsortivos: estudos isotérmico, cinético e termodinâmico
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-03-03) Lima, Fernanda Siqueira; Barros Neto, Eduardo Lins de; http://lattes.cnpq.br/2811639726261017; http://lattes.cnpq.br/0341934301831510; Lopes, Francisco Wendell Bezerra; Medeiros, Gilson Gomes de; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; http://lattes.cnpq.br/6800188552647660; Melo, Ricardo Paulo Fonseca
O diclofenaco de sódio (DCF) é um anti-inflamatório com alta toxicidade e frequentemente detectado em efluentes e estações de tratamento de águas residuais. O ciprofloxacino (CIP) é um antibiótico que é amplamente utilizado no tratamento clínico e veterinário para prevenção de infecções bacterianas, com alto potencial poluidor. A adsorção utilizando o carvão ativado tem sido bastante usada para remoção de micropoluentes, porém esse adsorvente exige uma etapa de separação de fases dispendiosa e ineficiente, comprometendo a eficiência e o custo do processo adsortivo. Neste estudo propõe-se um processo inovador e inédito baseado na adsorção assistida por floculação iônica (AAFI) utilizando o tensoativo dodecanoato de sódio objetivando aumentar a capacidade adsorção do processo e facilitar a separação das fases. No âmbito pela busca de bioadsorventes, avaliou-se também o potencial do bagaço do sorgo sacarino in natura (BSN) e tratado quimicamente com ácido sulfúrico (BST) como adsorventes, visando remover de águas residuais sintéticas o DCF e CIP. A eficiência dos processos de adsorção e adsorção assistida por floculação iônica foi avaliada a partir de um estudo cinético, de equilíbrio, propriedades termodinâmicas e para o carvão ativado como adsorvente, estudou-se a posterior separação deste através do processo de sedimentação. No estudo de adsorção direta e AAFI utilizando o carvão ativado como adsorvente e o DCF como contaminante, a cinética de adsorção seguiu o modelo de pseudosegunda ordem em ambos os processos. A partir das isotermas de equilíbrio, a capacidade máxima de adsorção obtida foi de 49,43 e 51,85 mg.g-1 na adsorção direta e AAFI, respectivamente, sendo melhor representada pelo modelo de Langmuir. Na análise de sedimentação percebeu-se que quanto maior a concentração de tensoativo maior altura de compactação, maior velocidade de decantação e menor tempo para obtenção do efluente clarificado. Na adsorção de DCF e CIP em BSN e BST, o tratamento químico realizado no BSN modificou a composição lignocelulósica desse material, reduzindo o percentual de lignina em 35%, hemicelulose 26% e aumentando o teor de alfa-celulose em 20%. O modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se ajustou à cinética de adsorção de DCF e CIP em ambos adsorventes. As isotermas de equilíbrio obtidas com os adsorventes e o CIP foram melhor ajustadas com o modelo de Langmuir, já com DCF, o modelo de Freundlich forneceu o melhor ajuste. A capacidade máxima de adsorção obtida com o BSN foi de 3,02 mg.g-1 e 2,55 mg.g-1 para o DCF e o CIP, respectivamente e por sua vez o BST forneceu os valores de 4,03 mg.g-1 e 3,31 mg.g-1 para o DCF e o CIP, respectivamente. A análise termodinâmica revelou que os processos ocorreram de forma espontânea, exotérmica e que há uma redução da randomicidade na interface sólido-solução. O uso da AAFI mostrou-se eficaz pelo aumento da capacidade de adsorção do DCF, além de promover uma melhor separação dos constituintes (adsorvente e DCF), tornando a separação mais rápida e eficiente. A capacidade do BSN e BST para adsorver DCF e CIP da água foi evidenciada, destacando seu potencial como bioadsorvente eficiente, ambientalmente amigável e de baixo custo.
Avaliação de sistemas constituídos por polímeros/ tensoativo/ EDTA na recuperação avançada de petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-10-19) Santos, Joselisse Soares de Carvalho; Duarte, Márcia Maria Lima; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/2811639726261017; ; http://lattes.cnpq.br/6784689928387553; ; http://lattes.cnpq.br/6106592808767711; Curbelo, Fabiola Dias da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/6991333478380004; Santos, Francisco Klebson Gomes dos; ; http://lattes.cnpq.br/0273000754120553; Oliveira, Humberto Neves Maia de; ; http://lattes.cnpq.br/7302633941782540; Melo, Ricardo Paulo Fonseca; ; http://lattes.cnpq.br/2188795979320167
A recuperação avançada de petróleo tem sido foco de inúmeras pesquisas buscando o melhoramento da recuperação do óleo in place dos reservatórios, isto porque os reservatórios maduros e/ou aqueles que possuem óleos muito viscosos precisam de meios que auxiliem no escoamento e conseqüente produção. Diante disto, foram estudadas as propriedades físico-químicas, entre estas propriedades verificaram-se o comportamento reológico e a tensão superficial dos polímeros, variando a concentração e a temperatura. Após a obtenção da concentração de overlep, foi analisada a tensão interfacial da solução de petróleo/poliacrilamidas e, estas em presença de tensoativo e EDTA. Também, observou-se a permeabilidade destas soluções, modificando a concentração. Com isso, o objetivo desta caracterização foi observar a viabilidade destas soluções nos processos de deslocamento de petróleo em meio poroso. Os resultados obtidos mostraram que o aumento da ionicidade das poliacrilamidas promove um aumento da viscosidade no meio. No caso da temperatura seu aumento reduz a viscosidade para as poliacrilamidas de baixa ionicidade, a aumenta a viscosidade das poliacrilamidadas de alta ionicidade. Quanto a permeabilidade, verificou-se que os polímeros aniônicos apresentaram pressões mais elevadas em comparação aos polímeros de baixa ionicidade, e acredita-se que esse comportamento esteja relacionado às viscosidades destes polímeros, que são mais altas. Na tensão superficial observou-se a região da concentração de overlep de cada polímero, consequentemente foi observado que as cargas iônicas não influenciaram consideravelmente na redução das tensões interfaciais entre o óleo e as poliacrilamidas e constataram-se reduções das IFT de todas as soluções estudadas quando comparada ao caso água/petróleo. Tal resultado é um bom indício para seu uso no processo de recuperação avançada de petróleo. Finalmente, ao injetar as soluções estudadas no meio poroso, verificou-se que as soluções de polímeros com maior ionicidade em presença de tensoativo e EDTA promoveram uma sinergia na recuperação avançada de petróleo, quando comparadas às soluções contendo apenas polímeros.
Composição e tratamento da água produzida de petróleo no desempenho de sementes de alface e gergelim
(2017-04-07) Henrique, João Miller de Melo; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/2811639726261017; ; http://lattes.cnpq.br/6134014617882124; Pereira, Márcio Dias; ; Nunes, Shirlle Katia da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/7890000571911617; Melo, Ricardo Paulo Fonseca; ; http://lattes.cnpq.br/2188795979320167
Pela indústria do petróleo, diversos países que detém atividades ligadas a exploração e produção buscam alternativas para o descarte da água produzida (AP) gerada. Por outro lado, a irrigação agrícola consiste na principal atividade consumidora de recursos hídricos. Em busca de equacionamento, utilizar águas residuais nessa atividade apresenta uma potencial aplicação. Nesse contexto, o objetivo desta pesquisa foi estudar a composição e o tratamento da água produzida de petróleo no desempenho de sementes de alface e gergelim. O efluente foi tratado com floculação iônica usando 5 concentrações de tensoativo: 300, 350, 400, 450 e 500 ppm. Após a estabilização dos flocos, submeteu-se a solução a um processo de filtração. Quanto ao tratamento, a remoção de metais e de óleo foram mensurados. Paralelamente, foram analisados os testes de germinação e vigor: germinação, primeira contagem do teste de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea, comprimento da radícula, comprimento da plântula e massa seca. Por fim, curvas de inibição para os constituintes da AP e para o tensoativo foram plotadas, com o objetivo de verificar as concentrações inibitórias desses componentes. Após o tratamento da AP com a floculação e a filtração, verificou-se remoção de até 40% de cálcio e de 99% para o óleo. Sem a filtração, apenas a concentração de 300 ppm de tensoativo não atendeu a legislação (TOG = 20 ppm). Para baixas concentrações de orgânicos, metais e salinidade na água produzida, o processo mostrou-se eficiente no tratamento do efluente. Para a germinação, não houve diferença na maioria dos casos testados. Porém para o vigor houve diferença, sendo afetado negativamente com o uso da água produzida. Os efluentes tratados apresentaram desempenho próximo ao da água destilada. As curvas de inibição formuladas para os constituintes da água produzida mostraram decréscimo das variáveis à medida em que ocorreu incremento das concentrações. Em relação ao óleo, não houve diferença na germinação, somente no vigor. Para o tensoativo, verificou-se que as concentrações estudadas não apresentaram efeito tóxico ou inibitório para as culturas.
Equilíbrio de fase de sistemas com alcanoaminas e tensoativos em alta pressão: montagem e teste de um aparato experimental
(2016-02-19) Guerra Neto, Dival de Brito; Chiavone Filho, Osvaldo; ; http://lattes.cnpq.br/2621516646153655; ; http://lattes.cnpq.br/6138820646337506; Oliveira, Humberto Neves Maia de; ; http://lattes.cnpq.br/7302633941782540; Araújo, Alessandro Alisson de Lemos; ; http://lattes.cnpq.br/6204950349091367; Santos, Damilson Ferreira dos; ; http://lattes.cnpq.br/6595215766847065; Melo, Ricardo Paulo Fonseca; ; http://lattes.cnpq.br/2188795979320167
O petróleo é uma mistura complexa, havendo predominância de hidrocarbonetos parafínicos, naftênicos e aromáticos (Freitas e Costa, 1969) além de outros constituintes (sulfurados, nitrogenados e oxigenados) que ocorrem normalmente na forma de compostos orgânicos. O CO2, por exemplo, estar presente em mais de 25% do óleo extraído da camada do pré-sal entre as bacias de Campos e Santos. Estimativas apontam que somente nas duas áreas com reservas delimitadas - os campos de Tupi e Iara, onde há um acúmulo de até 12 bilhões de barris de óleo e gás - existam 3,1 bilhões de toneladas de CO2, um dos gases que contribuem para o aquecimento do planeta. Devido a essa grande quantidade de contaminantes (CO2, N, S, etc.) presente na mistura de hidrocarbonetos extraída dessas bacias, é preciso buscar novas práticas de separação deste contaminante. Para tal desenvolvimento de novas práticas é importante um estudo constante sobre o equilíbrio termodinâmico entre os constituintes do petróleo e seus contaminantes. Com isso o objetivo é construir um equipamento que gere condições suficientes para poder verificar o comportamento de fase de vários sistemas de interesse da indústria do petróleo com seus contaminantes mais comuns, por exemplo: CO2 a alta pressão utilizando o conhecimento prévio do grupo Neto, 2010 de pesquisa, que deve operar em pressões e temperaturas de até 300 bar e temperatura até 100 graus Celsius. Alguns sistemas de interesse são: CO2 e alcanoaminas (monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina). Água e álcool laurílico etoxilado e CO2 e alcanos com leve contaminação de água.
Estudo da formação de micelas reversas em sistemas de tensoativos não iônicos/solventes orgânicos
(2017-10-27) Freitas, Makezia Mayara da Costa; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; ; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar; ; Melo, Ricardo Paulo Fonseca;
Diferentemente de estudos acerca da formação de micelas diretas, que podem ser avaliadas com técnicas simples como condutividade e tensão superficial, há dificuldade na obtenção de dados bons e reprodutíveis quando se trata da formação de micelas reversas. Nas últimas décadas as micelas reversas têm sido sistematicamente utilizadas como moldes para síntese de nanomateriais, devido a sua capacidade de se auto agregar em estruturas diversas, repassando essas características para o material desejado. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da variação de comprimento da cadeia carbônica do solvente, do grau de etoxilação dos tensoativos e da temperatura na formação de micelas reversas, no que toca as características estruturais e concentração micelar crítica (c.m.c.). A técnica utilizada para as análises foi o espalhamento de raios X à baixo ângulo e foram escolhidos solventes orgânicos apolares de cadeias lineares e tensoativos não iônicos do tipo nonilfenol etoxilado, ambos obtidos comercialmente. Uma vasta gama de combinações solvente-tensoativo foi analisada, os principais resultados mostram que o aumento do grau de etoxilação do tensoativo provoca uma diminuição na c.m.c. dos sistemas, esta tendência também foi observada com o aumento da temperatura, já o aumento da cadeia carbônica dos solventes induziu ao aumento da c.m.c.. As dimensões máximas dos agregados micelares seguiram um aumento tanto com a variação positiva do grau de etoxilação tensoativo, quanto com o comprimento da cadeia carbônica do solvente e da temperatura. No que diz respeito aos formatos adquiridos pelos agregados, houve uma predominância de variação de estrutura achatada, passando por estrutura esférica sólida e esférica oca em uma escala decrescente de concentração de tensoativo no sistema.
Extração do corante reactive blue 19 utilizando tensoativo não iônico
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-07-20) Melo, Ricardo Paulo Fonseca; Barros Neto, Eduardo Lins de; Duarte, Márcia Maria Lima; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787740D4; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798645D3; ; http://lattes.cnpq.br/2188795979320167; Oliveira, Humberto Neves Maia de; ; http://lattes.cnpq.br/7302633941782540; Dantas, Tereza Neuma de Castro; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783139Z0&dataRevisao=null; Silva, Marta Lígia Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/3899623847910065
A geração de efluente proveniente do processo de acabamento na industria têxtil é um grave problema ambiental e se transformou em objeto de estudo em diversos trabalhos científicos. A contaminação por corantes e a presença de substâncias que são tóxicas ao meio ambiente caracterizam este efluente de difícil tratamento. Vários processos já foram avaliados para remover e até degradar tais poluentes são exemplos: a coagulação-floculação, tratamento biológico e processos oxidativos avançados, mas ainda não foram suficientes para possibilitar a recuperação do corante ou pelo menos do agente separador. Uma alternativa para este problema é a extração por ponto nuvem que envolve a aplicação de tensoativos não iônicos a temperaturas acima do ponto de nuvem, tornando a água um solvente fraco para o tensoativo, proporcionando a aglomeração destas moléculas ao redor do corante por afinidade a fase orgânica. Depois disso ocorre a formação de duas fases: uma chamada de diluída pobre em corante e tensoativo e a coacervato com concentração de corante e tensoativo bem maior que a outra fase. A utilização posterior do coacervato como reciclo de corante e tensoativo mostra a viabilidade técnica e econômica do processo. Neste trabalho a extração por ponto nuvem é utilizada para remover o corante Reactive Blue da água utilizando tensoativo não-iônico nonil fenol com 9,5 etoxilações. O objetivo é solubilizar as moléculas de corante no tensoativo, variando-se a concentração deste e a temperatura para estudar seus efeitos. Avaliando a concentração de corante na fase diluída após a extração é possível analisar variáveis termodinâmicas, construir isotermas de Langmuir, determinar o comportamento do volume de coacervato para uma concentração de tensoativo e temperatura, o coeficiente de distribuição e a eficiência de remoção de corante. A concentração de tensoativo mostrou-se fundamental para o sucesso do tratamento. Os resultados de eficiência de remoção alcançaram valores de 91,38%, 90,69%, 89,58%, 87,22% e 84,18% para temperaturas de 65,0, 67,5, 70,0, 72,5 e 75,0°C, respectivamente, mostrando que a extração por ponto nuvem é uma alternativa eficiente para o tratamento de efluentes contendo Reactive Blue
Floculação iônica através de tensoativos aniônicos na remoção de cobre e corantes
(2019-08-30) Barros, Giselle Kalline Gomes Carvalho; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; ; Lopes, Francisco Wendell Bezerra; ; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; ; Santos, Damilson Ferreira dos; ; Melo, Ricardo Paulo Fonseca;
A presença de metais pesados e corantes em águas residuais industriais é perigosa e muito tóxica para os ecossistemas e a vida humana, especialmente quando presentes em níveis acima do limite permitido. Ambos os poluentes possuem resistência a biodegradação, causando sérios danos aos organismos vivos e atividades fotossintéticas. Portanto, faz-se necessária a utilização de métodos de tratamentos que consigam remover tais poluentes a níveis aceitáveis antes do seu descarte. O uso de tensoativos pode ser uma alternativa viável na remoção desses poluentes. Neste trabalho, utilizou-se a floculação iônica na remoção de íons cobre por hexadecanoato de sódio através de uma abordagem inovadora do processo, identificando o ponto de Krafft como fator limitante para que a floculação iônica aconteça. Avaliou-se os parâmetros termodinâmicos e fez-se um planejamento experimental do processo de remoção de íons cobre. Foi possível remover em torno de 95% dos íons cobre utilizando uma proporção molar tensoativo/metal de 2, pH de 4,6 e temperatura de 60 °C. Estudou-se também o uso do tensoativo aniônico sabão base na remoção de corantes iônicos. Foi avaliado o uso desse tensoativo no processo de remoção por precipitação, floculação iônica e em um processo combinando a floculação iônica com a extração líquido-líquido. A adição de tensoativo ao processo de extração líquido-líquido aumentou a eficiência de remoção de 26% para 91%. Carboxilatos de diferentes comprimentos de cadeia foram utilizados na remoção do corante Acid Red 57 por floculação iônica, e observou-se que o percentual de corante removido e as propriedades interfaciais sofriam influência tanto do comprimento da cadeia do tensoativo, quanto da forma micelar. Além disso, um estudo de sistemas contendo micelas mistas, formadas pela mistura binária do dodecanoato de sódio e hexadecanoato de sódio, foi realizado a partir da determinação da composição micelar e das propriedades interfaciais. A variação da composição molar da mistura influenciou diretamente na composição molar da micela, nos parâmetros de superfície e na forma da micela. Aumentando-se a quantidade do tensoativo de maior cadeia a micela passou da forma lamelar para forma cilíndrica.
Floculação iônica e extração líquido-líquido utilizando tensoativos e sistemas microemulsionados para remoção de óleo de água produzida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-03-15) Silva, Dennys Correia da; Dantas, Tereza Neuma de Castro; Dantas Neto, Afonso Avelino; ; ; ; http://lattes.cnpq.br/8567051112814180; Wanderley Neto, Alcides de Oliveira; ; Deus, Katherine Carrilho de Oliveira; ; Neitzke, Paula Romyne de Morais Cavalcante; ; Melo, Ricardo Paulo Fonseca;
A água produzida é uma das principais fontes de poluição derivada da indústria petrolífera e representa uma das mais importantes preocupações ambientais. Neste trabalho, tensoativos e sistemas de microemulsão foram usados para remover o óleo disperso na água produzida pelos métodos de floculação iônica e extração líquido-líquido. A floculação iônica foi sugerida como uma alternativa para a remoção de petróleo da água produzida utilizando o tensoativo iônico óleo de coco babaçu saponificado (OCBS) como parte da captura de óleo por solubilização micelar, seguida por floculação iônica por íons Ca2+ . Um delineamento experimental fatorial foi aplicado, de modo a otimizar o processo de remoção de óleo. Os experimentos investigaram a influência da concentração de tensoativo mais cloreto de cálcio (C), temperatura (T) e velocidade de agitação (v), obtendo eficiência de remoção de óleo (ER) = 91,49%. Posteriormente, avaliou-se a influência do pH e razão CaCl2/tensoativo no sistema de maior ER, obtendo-se ER = 99,98% em pH > 10 e razão CaCl2/tensoativo = 1. Em seguida, foi feita a reprodução do sistema que apresentou maior remoção de petróleo utilizando como floculantes as microemulsões tendo OCBS como tensoativo, obtendo-se ER = 99,98 %. Com isso, pode-se afirmar que a aplicação de floculação iônica utilizando OCBS é uma técnica eficiente no tratamento de água produzida para remoção de óleo. Nos experimentos envolvendo extração líquido-líquido, os sistemas microemulsionados utilizados foram compostos por água produzida como fase aquosa; querosene de aviação como fase oleosa; álcool isoamílico e 1-butanol como cotensoativos; e Dissolvan® e Lipesa® como tensoativos. Um planejamento experimental foi aplicado para a otimização do processo e os experimentos foram realizados de acordo com a rede de Scheffé, mostrando eficiências de remoção de óleo (ER) entre 24-99%. O ponto de extração da microemulsão utilizado para a otimização do processo foi composto por 60% em peso de AP, 5% em peso de querosene e 35% em peso da razão cotensoativo/tensoativo (relação C/T = 9). Os efeitos da relação C/T, capacidade de carga de microemulsão, temperatura, e velocidade de separação de fases foram avaliados. A partir desses testes, foi possível obter 99,98% de remoção de óleo utilizando C/T = 9 e T = 50–60 °C, demonstrando a viabilidade dos sistemas avaliados. Comparando as duas técnicas, foi possível constatar que a floculação iônica apresentou maior vantagem por utilizar menor quantidade de reagentes e elevados percentuais de remoção de óleo, mas a extração por microemulsão é também muito eficiente e tem a vantagem de também extrair alguns metais da água produzida.
Flotabilidade de hematita e quartzo com amina e amido dosados em microemulsões e nanoemulsões
(2020-02-07) Neitzke, Paula Romyne de Morais Cavalcante; Dantas Neto, Afonso Avelino; Dantas, Tereza Neuma de Castro; ; ; ; Peres, Antonio Eduardo Clark; ; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar; ; Melo, Ricardo Paulo Fonseca;
A utilização adequada de minérios e seus resíduos de baixo teor são imperativos para gerar um desenvolvimento equilibrado para o crescimento industrial sustentável. A flotação catiônica reversa é um processo eficaz quando utilizada no beneficiamento de minérios de ferro. Nesse processo, o quartzo, que é o principal mineral da ganga, é flotado com coletores catiônicos (aminas). O óxido de ferro é geralmente deprimido usando depressores como amido. A adsorção de tensoativos nas interfaces líquido/ar e sólido/líquido desempenha um papel importante em muitas aplicações tecnológicas e industriais, como emulsificação, flotação mineral e dispersão de sólidos. Neste trabalho essas substâncias foram usadas em sistemas microemulsionados e nanoemulsionados e aplicadas a microflotação de quartzo e hematita. Os componentes das microemulsões e nanoemulsões foram: tensoativo (Flotigam EDA ou Ultramina 150 ), co-tensoativo (álcool n-butílico), fase oleosa (querosene), fase aquosa ou soluções de depressores (Maizena , amido solúvel, amilose ou amidex). A avaliação do processo foi realizada através do estudo da influência dos seguintes parâmetros: concentração e tipo de tensoativo, concentração e tipo de depressor e pH. Os resultados mostraram que o desempenho das nanoemulsões é superior ao das microemulsões, e soluções de alquil éter monoamina (método convencional). Os depressores Maizena , amido solúvel, amidex e amilose em sistemas nanoemulsionados contendo Flotigam EDA  , querosere e álcool n-butílico apresentaram alta flotabilidade para o quartzo, mesmo nas máximas concentrações de depressores testadas, e conseguiram deprimir a hematita, não apresentando evidências quanto à formação de clatratos. Nanoemulsões com tensoativo não iônico Ultramina 150 mostraram-se eficientes para o processo, alcançando percentuais de flotabilidade máxima para o quartzo (99,42%) e ótima depressão da hematita (90,30%). Estes resultados mostraram que o uso de nanoemulsões no processo de flotação reversa apresenta potencial de aplicação na concentração de minério de ferro, simplificando e conduzindo a uma melhoria do processo convencional por etapas.
Formulações diesel B10/butanol/etanol/metanol: equilíbrio de fases e ensaios em motor ciclo diesel
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-10-29) Silva, Edyjancleide Rodrigues da; Oliveira, Humberto Neves Maia de; Nascimento, Paula Fabiane Pinheiro do; http://lattes.cnpq.br/9568438570514870; http://lattes.cnpq.br/7302633941782540; http://lattes.cnpq.br/8484784936986501; Barros Neto, Eduardo Lins de; Melo, Ricardo Paulo Fonseca
Dentre as principais fontes de energia utilizadas no Brasil, o óleo diesel destaca-se em função da sua ampla utilização no modal rodoviário, locomotivas e navios. Apesar da sua relevância para o setor de transportes no âmbito nacional, é inegável a contribuição deste para os desequilíbrios climáticos atualmente observados no mundo. Nesta perspectiva, ainda que seja desafiador conciliar o suprimento das necessidades energéticas globais com a preservação do meio ambiente, a capacidade de reduzir emissões indesejáveis transforma as misturas diesel/álcoois numa opção atrativa. Partindo dessa premissa, o presente estudo tem como objetivo geral desenvolver misturas diesel B10/butanol/metanol (DBM) e diesel B10/butanol/etanol (DBE) para uso em motores. As composições das formulações foram determinadas com base na construção de diagramas de equilíbrio na temperatura de 25 ± 2 °C. Visando encontrar um desenvolvimento matemático capaz de representar os dados experimentais, foram aplicados os modelos NRTL e UNIQUAC com o auxílio da ferramenta computacional TML, sendo este último o que gerou menor desvio quadrático médio (0,34%). As misturas preparadas foram submetidas aos ensaios de densidade (ASTM D4052 a 20, 25 e 40 °C), viscosidades cinemática e dinâmica (ASTM D7042 40°C), corrosividade ao cobre (ASTM D130 a 50 °C por 3 h), ponto de fluidez (ASTM D97), névoa (ASTM D2500), entupimento (ASTM D6371) e pressão de vapor (ASTM D6378), além de empregadas na construção de curvas de potência em um motor de ciclo diesel de acordo com as recomendações do código de ensaio de motores (ABNT – NBR ISO 1585). Em linhas gerais, todas as composições estudadas possuem características que atendem às especificações da ANP para uso rodoviário, embora a mistura com maior percentual de metanol tenha apresentado consumo horário e específico insatisfatórios durante a queima em um motor à diesel.
Influência da concentração ácida de sistemas microemulsionados e nanoemulsionados na recuperação avançada de petróleo
(2018-10-26) Oliveira, Andrey Costa de; Dantas, Tereza Neuma de Castro; ; ; Wanderley Neto, Alcides de Oliveira; ; Melo, Ricardo Paulo Fonseca; ; Santanna, Vanessa Cristina;
Um dos principais motivos que leva ao desenvolvimento de tecnologias para recuperação de petróleo é a alta porcentagem de óleo que permanece no reservatório após as recuperações primária e secundária, e estas não serem mais capazes de recuperá-lo. Nesse trabalho, foram utilizados sistemas microemulsionados e nanoemulsionados ácidos em processos de recuperação avançada. Os sistemas apresentam em sua composição: tensoativo, cotensoativo, querosene e solução ácida com diferentes concentrações. O tensoativo utilizado é comercial e de caráter não iônico. O ácido, por reagir com a rocha carbonática, tende a desobstruir os possíveis poros que ainda se apresentem fechados por determinadas partículas ou até mesmo formar novos canais, aumentando a permeabilidade da rocha. Os sistemas usados divergem entre si na concentração ácida da fase aquosa que compreende valores de 1,5%, 5%, 10% e 15% de HCl. As concentrações que compõem os sistemas foram escolhidas através do diagrama pseudoternário, os sistemas possuem 80% de fase aquosa, 2% de fase óleo, 12% de tensoativo e 6% de cotensoativo. Após escolhido um ponto no diagrama, os sistemas foram todos caracterizados por tensão superficial, viscosidade, capacidade corrosiva, c.m.c., diâmetro de partícula e cinética de reação do ácido com a rocha. Em seguida, foi estudada a eficiência de recuperação de cada sistema em um simulador de reservatório com temperatura e pressão controladas, onde apresentaram as seguintes porcentagens de óleo recuperado: 28%, 39%, 44% e 48% para os sistemas com 1,5%, 5%, 10% e 15% de HCl, respectivamente. Desse modo, concluiu-se que quanto maior a concentração do ácido, mais ele tende a aumentar a permeabilidade da rocha e aumentar a eficiência de recuperação. Por fim, foi obtida uma nanoemulsão a partir da microemulsão mais eficiente (sistema 4) que foi caracterizada da mesma forma que os demais sistemas, e aplicada na recuperação avançada, apresentando 84% de óleo recuperado. Conclui-se que as microemulsões e nanoemulsões ácidas são sistemas eficientes quando aplicadas na recuperação avançada com a vantagem de permear a rocha de forma mais homogênea e diminuir a corrosão dos equipamentos em valores próximos a 60%, constituindo-se uma alternativa para aplicação na área.
Modelagem e simulação da solubilização da parafina em tubos e poços e da deposição da parafina em tubos em regime laminar e turbulento
(2018-02-23) Oliveira, Erika Cristina Lourenço de; Barros Neto, Eduardo Lins de; Pereira, Camila Gambini; ; ; ; Araújo, Alessandro Alisson de Lemos; ; Barillas, Jennys Lourdes Meneses; ; Melo, Ricardo Paulo Fonseca; ; Dutra Júnior, Tarcilio Viana;
Nas condições de reservatório, os compostos mais pesados do óleo bruto encontram-se totalmente solubilizados. A medida que o fluido é explotado, devido à quebra do equilíbrio termodinâmico ocorrido pelo resfriamento e a despressurização, começa a surgir os cristais sólidos. Esses cristais são formados em sua grande maioria por parafinas e acabam por limitar a área de fluxo. O controle do processo de deposição resume-se a métodos consolidados. Dentre esses métodos, podemos dizer que o solvente químico ou fórmulas solubilizantes é bastante versátil, pois pode ser utilizado em conjunto com outros métodos seja ele preventivo ou corretivo, ou simplesmente de forma isolada, em tubulações de diâmetro e comprimento que causa a inviabilidade do uso de método por remoção mecânica e em poços de petróleo. Este trabalho objetivou a criação de um simulador de processo SIMSOLUDEP, onde fez uso de modelos matemáticos, baseado nos existentes na literatura para o processo de deposição. Esses modelos foram implementados em um ambiente de desenvolvimento, VBA (Visual Basic) for Excel® e uma interface gráfica foi criada para uma melhor interação usuário/programa. As rotinas implementadas no simulador foram testadas através de comparação com simuladores comerciais e dados experimentais. A fração molar obtida através do SIMSOLUDEP foi comparado Aos dados de Barbosa jr.et al (2007) e obteve uma boa concordância, O coeficiente de atividade obtido através do SIMSOLUDEP, quando comparado com o simulador de Bruce and Danny obteve um desvio padrão de 0,000107. Os dados obtidos através das rotinas de temperatura tanto em tubulação quanto em poço foram comparados aos resultados obtidos pelo Hysys V 3.0.1 (Build 4602, Hyprotech Ltd) e os resultados tiveram boas concordâncias estando a maior diferença do valor obtido com o valor calculado no escoamento em poço, 3,5% e a menor no escoamento turbulento em tubulação, 0,2%. Simulações para o processo de deposição e solubilização em tubulação e solubilização em poços foram realizadas e estão sendo apresentados nos capítulos 5, 6, 7 e 8. Os resultados apresentados foram bastantes satisfatórios, onde no processo de deposição do SIMSOLUDEP conseguiu representar os dados experimentais com erro máximo de 3% em fluxo laminar e de 10% em fluxo turbulento, estando os fluxos com o erro médio na ordem de 1,5%. Nas simulações relacionadas a solubilização, os resultados conseguiram representar de forma satisfatória o esperado, tanto com relação ao perfil de temperatura, quanto ao perfil da espessura da parafina, onde conseguiu-se verificar que fluxo de menor cadeia carbônica, maior velocidade de fluxo, temperaturas de entrada mais elevada proporciona uma maior solubilização do depósito EXISTENTE. A elevada temperatura externa também favorece no processo de solubilização.
Remoção de corantes utilizando tensoativos: extração por ponto de nuvem e floculação iônica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-04-23) Melo, Ricardo Paulo Fonseca; Barros Neto, Eduardo Lins de; Dantas, Tereza Neuma de Castro; ; http://lattes.cnpq.br/0676872399141537; ; http://lattes.cnpq.br/2811639726261017; ; http://lattes.cnpq.br/2188795979320167; Beltrame, Leocádia Terezinha Cordeiro; ; http://lattes.cnpq.br/1127762636779912; Albuquerque, Liana Filgueira; ; http://lattes.cnpq.br/8259087042517666; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar; ; http://lattes.cnpq.br/3613318563806519; Nunes, Shirlle Katia da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/7890000571911617
O setor têxtil é um dos principais responsáveis pela geração de efluentes industriais devido, principalmente, aos grandes volumes de água, que apresentam elevado teor de carga orgânica. Neste, observa-se a presença de corantes, tensoativos, amido, alcoóis, ácido acético e outros constituintes, provenientes das várias etapas de processamento do material têxtil. Diante disto, o tratamento destes efluentes é necessário antes de lançá-los nos corpos de água, pois podem causar alterações físicoquímicas desastrosas para o meio ambiente. Os tensoativos são substâncias muito utilizadas nos processos de separação e, neste trabalho, foram utilizados no tratamento de efluentes têxteis, aplicando a extração por ponto de nuvem e a extração por floculação iônica. Na extração de corante reativo por ponto de nuvem foi utilizado o tensoativo nonilfenol, com grau de etoxilação 9,5. A avaliação do processo foi realizada em termos da temperatura, concentração de tensoativo e de corante. Neste processo, a remoção de corante alcançou 91%. A floculação iônica ocorre devido à presença de cálcio, que reage com tensoativo aniônico e forma tensoativos insolúveis, capazes de atrair a matéria orgânica através da adsorção. Neste trabalho, a floculação iônica, utilizando sabão base, foi aplicada ao tratamento de efluente sintético contendo corantes pertencentes a três classes: os diretos, reativos e dispersos. A avaliação do processo foi realizada pela influência dos seguintes parâmetros: concentração de tensoativo e de eletrólitos, velocidade de agitação, tempo de repouso, temperatura e pH. A floculação do tensoativo foi realizada de dois modos: formando o floco no próprio efluente e formando o floco antes de misturá-lo ao efluente. A remoção do corante direto e reativo, quando o floco é formado dentro do efluente têxtil, foi de 97% e 87%, respectivamente. No caso em que o floco é formado antes de adicioná-lo ao efluente a remoção de corante direto e disperso alcançou 92% e 87%, respectivamente. Estes resultados mostram que os processos avaliados foram eficientes para remoção de corantes em efluentes têxteis.
Remoção de fenol de efluentes aquosos utilizando floculação iônica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-01-29) Cavalcante, Paula Romyne de Morais; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/2811639726261017; ; http://lattes.cnpq.br/1071255154149210; Dantas Neto, Afonso Avelino; ; http://lattes.cnpq.br/2174051551046465; Peres, Antonio Eduardo Clark; ; http://lattes.cnpq.br/8666548473150908; Melo, Ricardo Paulo Fonseca; ; http://lattes.cnpq.br/2188795979320167
A exploração de petróleo é uma das mais importantes atividades industriais da sociedade moderna e apesar de seus derivados apresentarem inúmeras aplicações em relação aos processos industriais, existem muitos subprodutos indesejáveis durante esse processo, um deles é a água separada do petróleo, denominada água de produção, que é constituída por poluentes de difícil degradação. Além disso, o elevado volume de água gerado torna seu tratamento um grande problema para as indústrias petrolíferas. Dentre os principais contaminantes desses efluentes estão o fenol e seus derivados, substâncias de difícil degradação natural que devido ao poder tóxico, devem ser removidos por um processo de tratamento antes de sua disposição final. Com o intuito de viabilizar a remoção de fenol em águas residuais da indústria petrolífera foi desenvolvido um sistema de extração por floculação iônica com tensoativo. A floculação iônica baseia-se na reação de tensoativo carboxilado com cálcio originando um tensoativo insolúvel, que sob agitação agrega-se formando flocos capazes de atrair a matéria orgânica através da adsorção. No presente trabalho, utilizou-se sabão base como tensoativo na floculação iônica e avaliou-se a eficiência do processo pela influência dos seguintes parâmetros: concentração de tensoativo, fenol, cálcio e eletrólitos, velocidade de agitação, tempo de repouso, temperatura e pH. A floculação do tensoativo se deu no próprio efluente (concentração inicial de fenol = 100 ppm,) e a eficiência de remoção alcançou 65% de remoção, utilizando concentrações de tensoativo e cálcio de 1300 e 975 ppm, respectivamente em T = 35 °C, pH = 9,7, velocidade de agitação = 100 rpm e tempo de contato de 5 minutos. A permanência dos flocos em meio aquoso promove a dessorção do fenol da superfície do floco para a solução, atingindo 90% de dessorção em um tempo de 150 minutos, e o estudo da cinética de dessorção mostrou que o modelo de Lagergren de pseudo-primeira ordem foi adequado para descrever a dessorção do fenol. Estes resultados mostram que o processo avaliado pode configurar uma nova alternativa para o tratamento no que se refere a remoção de fenol de efluentes aquosos da indústria de petróleo.
Removal of copper ions using sodium hexadecanoate by ionic flocculation
(Elsevier, 2018-03-04) Barros, Giselle Kalline Gomes Carvalho; Melo, Ricardo Paulo Fonseca; Barros Neto, Eduardo Lins de
The mining, electroplating, and electronics industries release increasing amounts of heavy metals, such as copper, into aquatic ecosystems. Industrial effluent often contains metals at concentrations above the maximum limits set by law. In this study, ionic flocculation using the anionic surfactant sodium hexadecanoate is shown to be an alternative method for the removal of copper from industrial effluent. The effects of temperature, metal solution pH, and surfactant concentration on copper removal were analyzed using experimental design techniques. A statistical experimental design of the study showed that the process is directly dependent on the variations in the pH and molar ratio between sodium hexadecanoate and copper ions (Cu2+) but inversely proportional (and less dependent) on the temperature. An individual study of the temperature effect shows that the process is strongly dependent on the Krafft temperature of both surfactants, i.e., that used as the extractive agent and that obtained after the reaction of the surfactant with the metal. Subsequently, the thermodynamic parameters were determined, which showed that the process is spontaneous and either endothermic or exothermic depending on the temperature range
Removal of direct Yellow 27 dye using animal fat and vegetable oil-based surfactant
(Elsevier, 2015-09) Melo, Ricardo Paulo Fonseca; Barros Neto, Eduardo Lins de; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar; Dantas, Tereza Neuma de Castro; Dantas Neto, Afonso Avelino; Oliveira, Humberto Neves Maia de
The textile industry uses large amounts of water in its processes. Such water ends up contaminated by a number of substances, including dyes, creating an environmental challenge. The present study aims at removing dye by applying the precipitation process using a sodium soap (anionic surfactant), derived fromanimalfat andvegetable oil,promotingdyedecontaminationusing biodegradablematerials. Sodium soap, in the presence of calcium ions, forms another insoluble surfactant. This new surfactant, under stir ring, aggregates and forms hydrophobic flocs that are capable of adsorbing organic materials dissolved in aqueous solutions, including dyes. Dye removal was assessed considering the influence of initial sur factant concentration, temperature, pH, presence of electrolyte, equilibrium time, and stirring rate. Dye removal efficiency reached 97.6%
Removal of phenol from aqueous medium using micellar solubilization followed by ionic flocculation
(Elsevier, 2018-04-17) Cavalcante, Paula Romyne de Morais; Melo, Ricardo Paulo Fonseca; Dantas, Tereza Neuma de Castro; Dantas Neto, Afonso Avelino; Barros Neto, Eduardo Lins de; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar
The disposal of phenol-bearing wastewaters impacts the environment and, consequently, the health of living bodies. This work evaluates the viability of using micellar solubilization followed by ionic flocculation in the removal of phenol from aqueous solutions. Initially, an anionic surfactant, based on vegetable oil and animal fat, was used to promote the solubilization of phenol in the micelles. Then, calcium was added to the solution to promote the formation of flocs with the ability to capture the phenol-rich micelles. At the end of the experiment, the authors investigated the influence of phenol removal considering surfactant, phenol, and electrolytes concentrations; calcium/surfactant ratio; temperature; pH; equilibrium time; and stirring speed. Phenol desorption from the floc surface was evaluated considering process efficiency and kinetics. The removal efficiency reached values close to 60% using: [Phenol]=100 ppm, [surfactant]=1300 ppm, 0.5 calcium/surfactant ratio, T=35 °C, pH=9.7. A 90% desorption was observed, indicating that desorption of phenol from the floc surface occurs spontaneously. Phenol desorption kinetics was fitted using the Lagergren's pseudo-first order model (R2=0.98)
Removal of reactive blue 14 dye using micellar solubilization followed by ionic flocculation of surfactants
(Elsevier, 2018-01-31) Melo, Ricardo Paulo Fonseca; Barros Neto, Eduardo Lins de; Nunes, S. K. S.; Dantas, Tereza Neuma de Castro; Dantas Neto, Afonso Avelino
The treatment of effluent is a fundamental part of processing of textile materials due to large volumes produced and the presence of toxic dyes in it. Micellar solubilization followed by ionic flocculation of carboxylate anionic surfactants occurs in two stages. Firstly, solubilization of organic matter occurs inside the micelle, secondly, a solution of calcium is added to the system containing the micelles, causing precipitation of the surfactant in the form of flocs, which drag the organic compound on its surface, bringing the organic compound retained on the surface of the floc, then to be removed from the aqueous medium by a physical separation process. This process was used to remove Reactive Blue 14 (RB14) dye from synthetic effluent. Surfactant carboxylate used was produced from animal/vegetable fat. The effect of surfactant concentration, temperature, stirring speed, contact time, pH and electrolyte concentration were evaluated by observing dye removal efficiency. Enthalpy and entropy show that the process is exothermic and with decreasing randomness. The dye removal efficiency reached 86% at the temperature of 30 °C. Thus, it can be affirmed that application of ionic flocculation using anionic surfactant is an efficient technique in the treatment of textile effluent

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