PROGRAMA INSTITUCIONAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA. Dados de Identificação

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Marta Figueiredo
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PROGRAMA INSTITUCIONAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA Relatório Parcial Final Dados de Identificação Aluno de Iniciação Científica Nome Yan Ornelas de Oliveira Sales Curso Engenharia Química

1 PROGRAMA INSTITUCIONAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA Relatório Parcial Final Dados de Identificação Aluno de Iniciação Científica Nome Yan Ornelas de Oliveira Sales Curso Engenharia Química Período a que se refere: de 01/09/2017 a 31/08/2018 Orientador Nome Leonardo Fernandes Tunala Unidade Acadêmica Escola de Ciência e Tecnologia Colaboradores (até 3) Nome Paulo Sérgio de Abreu Bonfim Unidade / IES ECT / Unigranrio Nome Unidade / IES Nome Unidade / IES Título de Projeto Tratamento de efluentes utilizando eletroflotação/eletrocoagulação Resumo (máximo de 250 palavras) As perspectivas para o consumo crescente de água potável demandam estudos de tecnologias alternativas para o tratamento de efluentes bem como para água de reuso. Entre estas tecnologias está a eletroflotação (EF) e a eletrocoagulação (EC) que ocorrem combinadas quando se usa eletrodos de alumínio. Neste trabalho, o comportamento da EF/EC foi analisado sob diferentes parâmetros de influência com o objetivo de desenvolver um conhecimento básico das condições mais favoráveis ao processo. Os parâmetros analisados foram tempo de operação, concentração de sal, temperatura, tensão e corrente elétrica. Os experimentos serão realizados em um béquer de 1000 ml, funcionando como reator, auxiliado por uma fonte de corrente contínua ligada aos eletrodos de Alumínio. Bolsa de Iniciação Científica (IC) PIBIC/CNPq PIBIC-EM/CNPq PIBITI/UNIGRANRIO PIBITI/CNPq UNIGRANRIO FUNADESP FAPERJ SANTANDER IC sem Bolsa

2 Introdução De acordo com as expectativas de crescimento populacional até 2050, a população mundial aumentará em dois ou três bilhões de pessoas, o que significa que a demanda por alimentos dobrará elevando também o consumo de água potável (Foley, 2016). Paralelamente a esta perspectiva, existe uma demanda crescente nos últimos anos, por tecnologias de tratamento de efluentes líquidos e água para reuso que sejam eficazes e de custo operacional otimizado. A eletroflotação/eletrocoagulação (EF/EC) é uma destas tecnologias emergentes, pois combina os benefícios da coagulação, flotação e eletroquímica (Moussa et al., 2016). Este processo tem uma ampla gama de aplicações para reduzir efetivamente os poluentes da água desde metais pesados (Mota et al, 2015; Al-Qathani et al, 2015) até poluentes orgânicos (Fouad et al, 2013), e inorgânicos (Majlesi et al, 2016). Durante os últimos anos, esta tecnologia tem sido largamente estudada na busca pela compreensão de seus princípios, parâmetros de influência e mecanismos de remoção (Garcia-Segura et al., 2017; Huda et al., 2017). Atraveś dos resultados obtidos por este estudos, é possível desenvolver novos processos que podem ser utilizados para dessalinização e para remoção de substâncias específicas (Yehya et al., 2014; Song et al., 2017). Uma vez que estes processos possuam sistemas de aquisição de dados eficientes, importantes estudos de influência de parâmetros podem ser conduzidos com o objetivo de desenvolver modelos (Hashim et al., 2017; Hakizimana et al., 2017) e também de otimizar estes processos (Xu et al., 2017). Neste trabalho investigamos a eletroflotação/eletrocoagulação com o objetivo de determinar os parâmetros básicos de influência no processo. Principais Objetivos do Projeto Original Geral Estudar os processos de eletroflotação e eletrocoagulação combinados para remoção de contaminantes de soluções aquosas. Específico Estudar os parâmetros mais importantes que influenciam a eficiência do processo de eletroflotação/eletrocoagulação tais como: tempo de operação, concentração de sal, temperatura, tensão e corrente elétrica. Principais Etapas Executadas no Período Neste trabalho foram analisadas a influência de parâmetros básicos do processo de eletroflotação/eletrocoagulação tais como: tempo de operação, concentração de sal, temperatura, tensão e corrente elétrica. Material e Métodos Os experimentos de eletroflotação/eletrocoagulação foram executados em Becher de 1000 ml, funcionando como reator, e uma fonte de tensão e corrente contínua (Instrutherm FA-3003) ligada a dois eletrodos de Alumínio submersos na solução eletrolítica residual dentro do béquer. Os eletrodos foram fixados no Bécher utilizando um suporte feito de material plástico isolante. Desta forma os eletrodos não se tocavam evitando curto circuito. Os eletrodos usados eram de alumínio cortados em placas retangulares. O processo contou ainda com controle on-off de temperatura através de um módulo relé acoplado a uma placa Arduino UNO ligado a um sensor de temperatura DS18B20 e uma resistência de aquecimento (1000 W / 220 V).

3 O efluente estudado foi uma mistura cedida por uma empresa de cosméticos que continha alta concentração de resíduos para tratamento do couro cabeludo. As análises foram feitas nas seguintes condições: Área das placas de Alumínio utilizadas: 2 cm x 5 cm e 3 mm de espessura. As concentrações de NaCl utilizadas nos experimentos foram 2g e 4 g. Os experimentos foram realizados a uma tensão elétrica de 5 V e a corrente elétrica foi medida ao longo do tempo para verificar sua variação; O processo foi analisado na temperatura ambiente (30 C) e a 50 C (controlada). Os tempos de processo analisados foram 15 min e 30 min. As massas dos eletrodos (placas de Alumínio) foram medidas no início e ao final de cada experimento. Apresentação e Discussão dos Principais Resultados Nos experimentos de eletroflotação realizados a concentração de sal teve alta influência no processo, principalmente no que diz respeito a eficiência de remoção de contaminantes. Como era esperado, quanto maior a concentração de sal, maior era a condutividade da solução e assim maior a densidade de corrente elétrica medida durante os experimentos. A temperatura do processo não teve influência na eficiência de remoção e após experimentos preliminares a temperatura de execução escolhida para os experimentos finais foram a temperatura ambiente. Como era esperado quanto maior o tempo do processo maior era a eficiência de remoção. As massas de eletrodos diminuiam ao mesmo tempo em que um sedimento de sais de alumínio se depositava no fundo do Béquer ao final dos experimentos. Pode-se observar que a eficência de remoção estava principalmente associada ao tempo de processo e a concentração de sal inicial nas soluções de efluentes. Fatores Positivos e Negativos que Interferiram na Execução do Projeto Conclusões

4 Neste trabalho investigamos a eletroflotação/eletrocoagulação com o objetivo de determinar os parâmetros básicos de influência no processo. O efluente estudado foi uma mistura cedida por uma empresa de cosméticos que continha altas concentrações de resíduos de produtos para o tratamento do couro cabeludo. Parâmetros tais como a concentração de sal adicionada inicialmente, tempo de processo, a temperatura do processo, a tensão e a corrente elétrica foram analisados com o objetivo de determinar sua influencia na eficiencia de remoção que era medida pela remoção de soluto do efluente ao final do processo. Os parâmetros de maior influência foram a concentração inicial de sal e o tempo de processo. A temperatura não teve influência na eficiência de remoção. Referências Bibliográficas FERREIRA, Leticia Henn; Eletroflotação: sua história e variáveis ; 1a edição, Google Play Livros, São Paulo, MOTA, I. de O.; CASTRO, J. A. de; CASQUEIRA, R. de G.; JUNIOR, A. G. de O.; Study of electroflotation method for treatment of wastewater from washing soil contaminated by heavy metals ; Journal of Materials Research and Technology. 4(2) , AOUDJ S.; KHELIFA A.; DROUICHE N.; - Removal of fluoride, SDS, ammonia and turbidity from semiconductor wastewater by combined electrocoagulation electroflotation. Chemosphere (180), , SURESH, K. ; PUGAZHENTHI, G.; Cross flow microfiltration of oil-water emulsions using clay based ceramic membrane support and TiO2 composite membrane ; Egyptian Petroleum Research Institute. Art. In Press, KYZAS G. Z; MATIS K. A.; Electroflotation process: A review. Journal of Molecular Liquids (220) , YANG, B.; HAN, Y; DENG, Y; LI, Y; ZHUO, Q.;WU, J.; Highly efficient removal of perfluorooctanoic acid from aqueous solution by H2O2-enhanced electrocoagulation-electroflotation technique ; Emerging Contaminants, (2) 49-55, HAKIZIMANA J. A.; NAJID N.; GOURICH B.; VIAL C.; STIRIBA Y.; NAJA J.; - Hybrid electrocoagulation/electroflotation/electrodisinfection process as a pretreatment for seawater desalination ; Chemical Engineering Science, (in press), FOUAD, Y. O.; Separation of cottonseed oil from oil water emulsions using electrocoagulation technique ; Alexandria Engineering Journal. (53) , Trabalhos Publicados ou aceitos para Publicação e Apresentações em Congressos no Período Informações Complementares

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