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metadata.teses.dc.title: Remoção de ferro em água por adsorção em batelada e leito fixo utilizando alga marinha Lithothamnium calcareum em diferentes tratamentos
metadata.teses.dc.title.alternative: Water iron removal by batch and fixed bed adsorption using marine algae Lithothamnium calcareum under different treatments
metadata.teses.dc.creator: Almeida, Antônio Ewerton da Silva
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/7056051176258823
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Oliveira, Luiz Fernando Coutinho de
metadata.teses.dc.contributor.advisor-co1: Oliveira, Juliano Elvis
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Oliveira, Luiz Fernando Coutinho de
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Franco, Camila Silva
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Freire, Evelise Roman Corbalan Gois
metadata.teses.dc.contributor.referee4: Paris, Elaine Cristina
metadata.teses.dc.contributor.referee5: Oliveira, Juliano Elvis
metadata.teses.dc.subject: Bioclásticos
Isoterma de sorção
Cinética de sorção
Fator de retardamento
Dispersão hidrodinâmica
Granulados bioclásticos
Isoterma de adsorção
Cinética de adsorção
Bioclast
Sorption isotherm
Sorption kinetics
Delay factor
Hydrodynamic dispersion
Bioclastic granulates
Adsorption isotherm
Adsorption kinetics
Bioclastics
metadata.teses.dc.date.issued: 31-Oct-2018
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
metadata.teses.dc.identifier.citation: ALMEIDA, A. E. da S. Remoção de ferro em água por adsorção em batelada e leito fixo utilizando alga marinha Lithothamnium calcareum em diferentes tratamentos. 2018. 143 p. Tese (Doutorado em Recursos Hídricos em Sistemas Agrícolas)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.
metadata.teses.dc.description.resumo: O desenvolvimento de atividades econômicas, associado a grandes rendimentos, minimizando os impactos ambientais, têm sido desafiador, principalmente quando relacionados a preservação dos recursos hídricos.Diante disso, objetivou-se avaliar os processos de adsorção de Ferro bem como a obtenção de parâmetros de transporte deste íon em colunas preenchidas com alga Lithothamniumcalcareum submetida a diferentes tratamentos. Utilizou-se neste trabalho a alganatural (sem tratamento) e submetida aos tratamentos térmico, químico e termoquímico. Após isso, foram realizadas as seguintes caracterizações: microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, área superficial específica e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. No ensaio de cinética, as concentrações de Fe2+ na solução sobrenadante foram determinadas para os tempos de 2, 5, 10, 20, 60, 120 e 180 minutos de agitação em uma mesa agitadora com rotação de 60 rpm. Para tal, foram adicionados 0,2 g de alga em Erlemeyers contendo 15 mL de solução de sulfato de Ferro na concentração de Fe2+ de 5,0 mg L-1. Com os resultados dos ensaios de cinética, foram ajustados os parâmetros dos modelos de elovich, pseudoprimeira ordem, pseudosegunda ordem, Weber e Morris e sigmoidal. Nos ensaios de isotermas foram empregadas as soluções de Fe2+ nas concentrações de 5, 10, 20, 50, 100, 250 e 500 mg L-1. Os resultados foram ajustados com os modelos das isotermas de sorção Linear, Freundlich, Langmuir, Sips, Redlich-Peterson, Temkin e Lorentz. No ensaio de deslocamento miscível da solução de Fe2+ foi empregada uma coluna de acrílico preenchida com a alga tratada termoquimicamente, montada em um permeâmetro de carga constante, com dois frascos de Mariotte, sendo um contendo água deionizada e o outro com a solução deslocadora de sulfato de Ferro na concentração de 500 mg L-1. A coluna foi alimentada em fluxo ascendente. Neste ensaio foram avaliadas cinco cargas hidráulicas (2, 4, 6, 8 e 10 cm) e dois modelos de ajustes (Modelo A0 e A1). Os ajustes dos parâmetros de transporte foram obtidos através da planilha eletrônica no Excel® e pelos aplicativos Stanmod e Disp onde estes foram comparados em relação aos valores obtidos pelos do Stanmod. Para tal, foram calculados os erros relativos médios entre as concentrações relativas obtidas pela planilha desenvolvida e pelo Disp e Stanmod. Os tratamentos promoveram aumento da área superficial da alga marinha sem comprometer sua composição química e estrutura cristalina. Os tratamentos químico e termoquímico aumentaram a velocidade de adsorção de Fe2+ obtendo os melhores ajustes para os modelos sigmoidal, pseudoprimeira ordem e difusão intraparticula. Os modelos de Lorentz e Sips foram os que melhor descreveram o processo de sorção de Fe2+pela alga marinha, sendo que a alga submetida ao tratamento termoquímico obteve melhor remoção de Fe2+. Os modelos A0 e A1 descreveram bem os resultados experimentais indicando a predominância de fluxo dispersivo. Os valores das curvas de eluição ajustadas pela planilha desenvolvida proporcionaram menores erros relativos médios quando comparados com o emprego do aplicativo Disp. Os valores de R indicaram elevada interação entre a alga marinha e o Fe2+ independentemente da carga hidráulica aplicada. A alga marinha obteve eficiência satisfatória no tocante a remoção de elevadas concentrações de Ferro em água.
metadata.teses.dc.description.abstract: The development of economic activities associated with high yields and minimized environmental impactsis challenging, especially when related to water resources preservation. This study aimed to evaluate iron adsorption processes and to obtain transport parameters in columns filled with Lithothamniumcalcareum algae submitted to different treatments. Natural algae (without treatment), and algae submitted to thermal, chemical, and thermochemical treatments were used. The following characterizations were performed: scanning electron microscopy, X-ray diffraction, specific surface area, and Fourier transform infrared spectroscopy. In the kinetics tests, Fe2+ concentrations in the supernatant solution were determined at 2, 5, 10, 20, 60, 120, and 180 minutes of stirring on a shaker, rotating at 60 rpm. A total of 0.2 g of algae were added toErlemeyers containing 15 mL of iron sulfate solution at 5.0 mg L-1 Fe2+. The experimental data of the kinetic study were fitted to the following models: Elovich, pseudo-first order, pseudo-second order, Weber and Morris, and Sigmoidal. For the isothermstudy, Fe2+ solutions were used at the concentrations of 5, 10, 20, 50, 100, 250, and 500 mg L-1. The results were adjusted to the following isotherm models: Linear, Freundlich, Langmuir, Sips, Redlich-Peterson, Temkin, and Lorentz. In the miscible displacement test of the Fe2+ solution, an acrylic column filled with thermochemically treated algae was fixed on a constant charge permeate with two Mariotte flasks, one containing deionized water and the other containing 500 mg L-1 sulphate displacing solution. The column was fed in an upward flow. In this test, five hydraulic loads (2, 4, 6, 8, and 10 cm) and two adjustment models (Model A0 and A1) were evaluated. The transport parameters were analysed using Excel® and the Stanmod and Disp applications in order to compared to the values obtained by the Stanmod. For this, the average relative errors between the relative concentrations were calculated. The treatments promoted an increase in the surface area of the algae without compromising its chemical composition and crystalline structure. The chemical and thermochemical treatments increased Fe2+ adsorption rate, being best adjustmented for the sigmoidal, pseudo-first order, and the intraparticle diffusion models. The models of Lorentz and Sips best described the adsorption process, and the algae submitted to the thermochemical treatment caused higher Fe2+ removal. The A0 and A1 models described well the experimental results, indicating the predominance of dispersive flow. The values of the adjusted elution curves provided lower average relative errors when compared to Disp. The R values indicated high interaction between algae and Fe2+ regardless of the applied hydraulic load. The studied algae obtained satisfactory efficiency in the removal of high concentrations of iron in water.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/31520
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: por
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