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Title: Fabricação e caracterização de um filtro de rejeitos cerâmicos, carvão ativado e nanopartículas de ZnO para purificação de água
Authors: Sousa, Renata Ferreira de
Keywords: Filtro cerâmico;Rejeito de gesso e telha;Óxido de zinco;Carvão ativado;Filtragem da água
Issue Date: 18-Dec-2018
Citation: SOUSA, Renata Ferreira de. Fabricação e caracterização de um filtro de rejeitos cerâmicos, carvão ativado e nanopartículas de ZnO para purificação de água. 2018. 104f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: As preocupações ambientais atuais consideram o elevado consumo humano de produtos que são facilmente descartados, quando poderiam ser reciclados ou facilmente reutilizados. Entretanto, o uso de rejeitos ou resíduos incorporados às massas cerâmicas tem sido um fator positivo as indústrias ceramistas, pois, proporciona ao produto final características mineralógicas, térmicas e mecânicas semelhantes às matérias primas convencionais. Diante disso, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um filtro e dois meios filtrantes para filtragem de água. Os procedimentos metodológicos para confecção dos filtrantes ocorreram em duas etapas. A primeira utilizando como matéria-prima, os rejeitos (telha e gesso) e caulim, visa reter as impurezas sólidas em suspensão, substâncias orgânicas e inorgânicas, sendo nomeada como F0. A segunda etapa, o filtrante foi fabricado usando caulim, carvão ativado e óxido de zinco, no qual objetivou a eliminação das bactérias e microrganismos da água. Nessa segunda etapa foram desenvolvidas três formulações nomeadas como FI, FII e FIII, variando-se as proporções em massa. O filtro foi confeccionado usando um tubo acrílico para verificar a nitidez da água, um tubo de tecnil, para fixação dos meios filtrantes e vedantes. Os pós-cerâmicos foram cominuidos, peneirados em malha ABNT 200 mesh e caracterizadas pelas técnicas de Difração de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX), Granulometria e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), em seguida, foram homogeneizados, umidificados e prensados com pressão de 25 MPa. As amostras foram sinterizados a uma temperatura de 1100ºC com patamar de 60 minutos e taxa de aquecimento de 10°C/min. Para avaliar as propriedades tecnológicas dos filtrantes, foram realizados ensaios de retração linear (RL), absorção de água (AA), porosidade aparente (PA), densidade aparente. Foram analisados os parâmetros físicoquímicos e microbiológicos da água antes e depois da filtragem. Os resultados das análises da água antes da filtragem detectaram altos índices de contaminantes, como turbidez (118.93 %), coliformes totais (390,0%) e coli (7.8 %). Após a filtragem, houve retenção considerável de elementos infectantes em todas as amostras. Sendo que, a formulação FI, obteve o melhor desempenho de filtração, com o pH (6,70), turbidez (96,2% ), Coliformes Totais (73.2%) e Escherichia Coli (58,98%). Logo, este resultado conduziu ao potencial de utilidade para fins agrícola, industrial, domésticos e aquicultura.
Abstract: Current environmental concerns consider the high human consumption of products that are easily discarded when they could be recycled or easily reused. However, the use of tailings or residues incorporated in the ceramic masses has been a positive factor in the ceramic industries, as it provides the final product with mineralogical, thermal and mechanical characteristics similar to conventional raw materials. Therefore, this work has the objective of developing a filter and two filtering media for water filtration. The methodological procedures for confection of the filters occurred in two stages. The first using as raw material, tailings (tile and gypsum) and kaolin, aims to retain solid suspended impurities, organic and inorganic substances, being named as F0. The second step, the filter was manufactured using kaolin, activated charcoal and zinc oxide, in which it aimed the elimination of bacteria and microorganisms from the water. In this second stage, three formulations named FI, FII and FIII were developed, varying the mass proportions. The filter was made using an acrylic tube to verify the clarity of the water, a technology tube, for fixing the filter media and seals. The post-ceramics were comminuted, sieved in ABNT 200 mesh and characterized by X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (FRX), Granulometry and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques, then homogenized, humidified and pressed with a pressure of 25 MPa. The samples were sintered at a temperature of 1100 ° C with a 60 minute step and a heating rate of 10 ° C / min. To evaluate the technological properties of the filters, linear retraction (RL), water absorption (AA), apparent porosity (PA) and bulk density tests were performed. The physical-chemical and microbiological parameters of the water were analyzed before and after the filtration. The results of the water analysis before filtration detected high contaminant indices such as turbidity (118.93%), total coliforms (390.0%) and coli (7.8%). After filtration, there was considerable retention of infectious elements in all samples. The best formulation was obtained with pH (6.70), turbidity (96.2%), total coliforms (73.2%) and Escherichia coli (58.98%). Therefore, this result has led to the potential of utility for agricultural, industrial, domestic and aquaculture purposes.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27367
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