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https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/29951| Título: | Estudo da fotodegradação da matéria orgânica presente em esgoto doméstico utilizando TiO2, Nb2O5 e WO3 |
| Autor(es): | Medeiros, Válber Rodrigo Ribeiro de |
| Orientador: | Moriyama, André Luís Lopes |
| Palavras-chave: | Esgoto doméstico;Remoção de matéria orgânica;Fotocatálise heterogênea;Cinética |
| Data do documento: | 15-Mai-2020 |
| Editor: | Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
| Referência: | MEDEIROS, Válber Rodrigo Ribeiro de. Estudo da fotodegradação da matéria orgânica presente em esgoto doméstico utilizando TiO2, Nb2O5 e WO3. 2020. 71f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020. |
| Resumo: | A demanda atual por água de abastecimento esbarra na disponibilidade cada vez menor de recursos hídricos passíveis de serem utilizados cotidianamente. Proceder ao tratamento de esgotos domésticos é, portanto, uma tarefa indispensável, uma vez que habilita a reutilização de água para diversas finalidades. O alto poder oxidante dos radicais •OH gerados pelos Processos Oxidativos Avançados faz com que esses métodos tenham potencial para degradar a matéria orgânica presente em efluentes. Neste sentido, o presente trabalho propõe o uso de fotocatálise heterogênea solar como alternativa ao tratamento secundário convencional dado ao esgoto, reduzindo, assim, a geração de lodo e custos com energia elétrica. Para tanto, uma solução sintética de esgoto foi alimentada a um reator fotocatalítico batelada, sob constante agitação e exposição à luz solar. Os ensaios foram realizados com TiO2, Nb2O5 e WO3 nas concentrações de 0,25; 0,50; 0,75; e 1,0 mg L-1 e pH fixado em 3,0, num tempo total de reação de quatro horas. Alíquotas foram coletadas a cada 40 min e as amostras foram filtradas e analisadas em termos da demanda química de oxigênio. O melhor cenário observado foi quando em presença de 1,0 mg L-1 de TiO2, que forneceu uma remoção de matéria orgânica de 40,93%. No entanto, a remoção da ordem de 35,56% para o Nb2O5 a 0,75 mg L-1 mostra que esse óxido é capaz de chegar a uma eficiência similar ao TiO2 mesmo em menor concentração no meio; para maiores valores de Nb2O5 na solução, a eficiência do processo decaiu. Com o WO3, por sua vez, a remoção de matéria orgânica manteve-se mais ou menos constante a partir da concentração de 0,50 mg L-1, atingindo um pico de 30,87% quando em 1,0 mgL-1. Relativamente ao estudo cinético da reação, foi observada a predominância da cinética de ordem zero, mostrando que a degradação nem sempre se deu de forma proporcional ao aumento da concentração de catalisador |
| Abstract: | The current demand for water supplies faces the diminishing availability of water resources that can be used on a daily basis. In this case, treating domestic sewage is an indispensable task, as it enables the reuse of water for various purposes, as well as avoiding possible contamination of the environment and the population. Since sanitary sewage is composed mainly of organic matter, the present work proposes the use of heterogeneous photocatalysis for the degradation of these substances. To this end, a synthetic sewage solution was fed to a batch photocatalytic reactor under constant agitation and exposure to sunlight in order to define the best operating conditions with regard to the efficiency of the photocatalysts and their respective concentrations. TiO2, WO3 and Nb2O5 at concentrations of 0.25, 0.50, 0.75 and 1.0 mg L-1 and pH set at 3.0 were tested to determine the best conditions for the reaction to occur. Aliquots were collected every 40 min for a total reaction time of 4 hours. The samples were filtered and had their biochemical oxygen demands analyzed. At the lowest concentration in study, Nb2O5 showed the best removal of organic matter, probably due to its higher capacity for contaminant adsorption. At the other concentrations, TiO2 was more efficient, culminating in a removal of 40.93% at a concentration of 1.0 mg L-1. Regarding the kinetic study, a predominance of zero order kinetics was observed, showing that the degradation was not always proportional to the increase in the catalyst concentration. |
| URI: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29951 |
| Aparece nas coleções: | PPGEQ - Mestrado em Engenharia Química |
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