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Title: Remoção de nitratos em água utilizando diferentes materiais e processos
Authors: Costa, Vilma Araújo da
Keywords: Nitrato;Alumina;Reatores de membrana;Processo eletroquímico
Issue Date: 27-Feb-2015
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: COSTA, Vilma Araújo da. Remoção de nitratos em água utilizando diferentes materiais e processos. 2015. 104f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Portuguese Abstract: A necessidade de preservar o meio ambiente tem levado a busca de novos materiais para a eliminação eficiente de compostos químicos que alteram a estabilidade dos nossos recursos naturais. Entre estes recursos, se destaca em primeiro lugar a água, como um bem precioso e escasso, o que conduz ao uso adequado e seu reuso. Em virtude disso, a Organização Mundial da Saúde estabeleceu valores máximos admissíveis em águas potáveis, tais como: 50 mg/L, 0,1mg/L e 0,5mg/L para NO- 3, NO- 2, NH+ 4, respectivamente. Por estas razões, avalia-se a implementação de novos materiais e processos no tratamento de águas objetivando a remoção desses compostos, a exemplo de aluminas, tanto em pó como suporte para um sistema catalítico utilizando membranas inorgânicas capazes de suportar condições mais severas de temperatura e pressão abrindo novas possibilidades de aplicações dos reatores de membrana; como também, tratamentos eletroquímicos com eletrodos de diamante dopado com bobo(DDB), como ânodo e cobre como cátodo. Para tal intento, foi realizado o estudo da adsorção de nitratos em diferentes tempos para avaliar o tempo necessário para alcançar o equilíbrio empregando três aluminas comerciais denominadas: aluminas ácida, básica e neutra, com posterior tratamento na alumina ácida impregnando-se metais (Pd-Cu/Al2O3) para a reação catalítica. Os materiais foram previamente caracterizados pelas técnicas de DRX, MEV e ABET. As aluminas apresentaram uma capacidade adsortiva considerável de nitrato nos primeiros trinta minutos, equivalente a 50% de remoção alcançando equilíbrio nesse tempo. Após tratamento, utilizando a alumina como catalisador para a reação no reator em batelada (Pd-Cu/Al2O3), os resultados foram mais favoráveis, totalizando 64% de redução do íon NO3 - no final de três horas. Em contrapartida, os resultados para a reação catalítica utilizando o suporte catalítico Pd-Cu/TiO2 no reator de membrana mostrou-se baixa, sendo dessa forma, necessário aprimorar as condições do sistema catalítico. Já, para os testes eletroquímicos usando eletrodos de DDB1, como ânodo, e Cu, como cátodo, houve uma redução de nitrato bastante significativa, cerca de 80% de remoção do íon durante três horas de tratamento com custos de aplicações viáveis.
Abstract: The need to preserve the environment has led to the search for new materials for efficient disposal of chemical compounds that alter the stability of our natural resources. Among these resources, stands in first place the water, as a precious commodity and scarce, leading to the proper use and reuse. As a result, the World Health Organization has established maximum permissible values in drinking water, such as: 50 mg/L, 0, 1 mg/L and 0, 5 mg/L to at-3, at-2, NH 4, respectively. For these reasons, assesses the implementation of new materials and water treatment processes aiming at the removal of these compounds, such as alumina, in the form of powder or as a support for a catalytic system using inorganic membranes capable of supporting more severe conditions of temperature and pressure by opening new possibilities for applications of membrane reactors; and also for electrochemical treatments with doped diamond bobo electrodes (BDD) as anode and copper as cathode. For such purpose, was conducted the study of adsorption of nitrate in different times to assess the time required to achieve equilibrium by employing three commercial alumina called: acidic, basic and neutral alumina, with subsequent treatment only in the acidic alumina impregnating metals (PdCu/Al2O3) for the catalytic reaction. The materials were previously characterized by XRD, SEM techniques and ABET. Aluminas presented a considerable adsortive capacity of nitrate in the first thirty minutes, equivalent to 50% of removal reaching equilibrium in that time. After treatment, using alumina as catalyst for the reaction in batch reactor (Pd-Cu/Al2O3), the results were more favourable, totalling 64% reduction of ion NO3-at the end of three hours. On the other hand, the results for the catalytic reaction using the catalytic support Pd-Cu/TiO2 in membrane reactor proved to be low. -if, in this way, improve the conditions of catalytic system to optimize the process. Already, for the electrochemical tests using DDB1 electrodes as anode, and Cu, as cathode, there was a fairly significant nitrate reduction, approximately 80% of ion removal during three hours and cost viable applications.
URI: http://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/19890
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