Tratamento de efluentes têxteis por processo eletrolítico com corrente direta pulsada em escala laboratorial e piloto visando o reuso no processo produtivo

The textile industry is considered as one of the most polluting activities of all industrial processes, due to the high volume and composition variation of its effluents. In this context, the present study evaluated the use of electrocoagulation technology with pulsed direct current in order to trea...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Ribeiro, Jefferson Pereira
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2017
País:Brasil
Institución:Universidade Federal do Ceará (UFC)
Repositorio:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
Idioma:portugués
OAI Identifier:oai:repositorio.ufc.br:riufc/29308
Acceso en línea:http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/29308
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Saneamento
Tratamento de efluente têxtil
Resíduos industriais
Água - Reutilização
Águas residuais - Remoção de cor
Electrocoagulation
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Box-Behnken design
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description The textile industry is considered as one of the most polluting activities of all industrial processes, due to the high volume and composition variation of its effluents. In this context, the present study evaluated the use of electrocoagulation technology with pulsed direct current in order to treat and reuse water from the post-dyeing of cotton yarns generated in the textile industry. Experiments were carried out using Box-Behnken factorial design using real effluent, in order to determine which factors were most relevant for the removal of the dyes present in the aqueous effluent. The experiments were carried out in an electrocoagulation-flotation (ECF) reactor built in acrylic, operating in batch, with dimensions of 60.0 cm in height and 10.0 cm in diameter, resulting in a total useful volume of 4.710 cm3. The Box-Behnken design proved to be an important tool to evaluate the effect of the main factors (pH, agitation speed and frequency) and their interactions in the process of discoloration of the actual textile effluent. The color removal percentages ranged from 52.76 - 95.24%, with highlight to experiment 16, which obtained the highest percentages of removal in the experimental conditions (pH 7, frequency 1400 Hz, agitation of 800 rpm). This study provided the development of mathematical models that could help predict the process of color removal of the textile effluent, considering the range of levels studied. The results of characterization of the residues of the electrolytic process also registered the high presence of organic matter loading, sodium chloride. The results obtained in the laboratory-scale study indicate that the electrocoagulation / flocculation process has a high potential to be applied on a pilot scale. The use of the electrolytic process with pulsed direct current allowed the reduction of energy costs above 50%, making possible the use of technology in the textile industry. In the study carried out in the pilot treatment unit, a 90% efficiency of color removal of the effluent from the dyeing step was obtained.
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Experiments were carried out using Box-Behnken factorial design using real effluent, in order to determine which factors were most relevant for the removal of the dyes present in the aqueous effluent. The experiments were carried out in an electrocoagulation-flotation (ECF) reactor built in acrylic, operating in batch, with dimensions of 60.0 cm in height and 10.0 cm in diameter, resulting in a total useful volume of 4.710 cm3. The Box-Behnken design proved to be an important tool to evaluate the effect of the main factors (pH, agitation speed and frequency) and their interactions in the process of discoloration of the actual textile effluent. The color removal percentages ranged from 52.76 - 95.24%, with highlight to experiment 16, which obtained the highest percentages of removal in the experimental conditions (pH 7, frequency 1400 Hz, agitation of 800 rpm). This study provided the development of mathematical models that could help predict the process of color removal of the textile effluent, considering the range of levels studied. The results of characterization of the residues of the electrolytic process also registered the high presence of organic matter loading, sodium chloride. The results obtained in the laboratory-scale study indicate that the electrocoagulation / flocculation process has a high potential to be applied on a pilot scale. The use of the electrolytic process with pulsed direct current allowed the reduction of energy costs above 50%, making possible the use of technology in the textile industry. In the study carried out in the pilot treatment unit, a 90% efficiency of color removal of the effluent from the dyeing step was obtained.A indústria têxtil é considerada como uma das atividades mais poluidoras de todos os processos industriais, devido ao elevado volume e variação de composição de seus efluentes. Diante desse contexto, o presente trabalho avaliou o uso da tecnologia de eletrocoagulação com corrente direta pulsada de modo a tratar e reaproveitar a água proveniente do pós-tingimento de fios de algodão gerados na indústria têxtil. Foram realizadas experimentações usando delineamento fatorial Box-Behnken utilizando efluente real, a fim de determinar quais fatores foram mais relevantes para a remoção dos corantes presentes no efluente aquoso. Os experimentos realizados foram desenvolvidos num reator de eletrocoagulação-flotação (ECF) construído em acrílico, operando em batelada, com dimensões de 60,0 cm de altura e 10,0 cm de diâmetro, resultando num volume total útil de 4,710 cm3. O delineamento Box-Behnken mostrou ser uma ferramenta importante para avaliarmos o efeito dos fatores principais (pH, velocidade de agitação e frequência) e suas interações no processo de descoloração do efluente têxtil real. Os percentuais de remoção de cor variaram entre 52,76 – 95,24 %, com destaque para o experimento 16 que obteve os maiores percentuais de remoção nas condições experimentais (pH 7, frequência 1400 Hz, agitação de 800 rpm). Esse estudo proporcionou o desenvolvimento de modelos matemáticos que poderão auxiliar na previsibilidade do processo de remoção de cor do efluente têxtil, considerando o intervalo dos níveis estudados. Os resultados de caracterização dos resíduos do processo eletrolítico registraram ainda a presença elevada de carga de matéria orgânica, cloreto de sódio. Os resultados obtidos no estudo em escala laboratorial apontam que o processo de eletrocoagulação/floculação apresenta elevado potencial para ser aplicado em escala piloto. A utilização do processo eletrolítico com corrente direta pulsada proporcionou a redução dos custos energéticos acima de 50%, possibilitando a utilização da tecnologia na indústria têxtil. No estudo realizado na unidade de tratamento piloto foi obtida uma eficiência de 90% de remoção de cor do efluente proveniente da etapa de tingimento.SaneamentoTratamento de efluente têxtilResíduos industriaisÁgua - ReutilizaçãoÁguas residuais - Remoção de corElectrocoagulationDirect pulsed currentBox-Behnken designPilot treatment unitTratamento de efluentes têxteis por processo eletrolítico com corrente direta pulsada em escala laboratorial e piloto visando o reuso no processo produtivoTreatment of textile effluents by electrolytic process with pulsed direct current in laboratory scale and pilot aiming the reuse in the productive processinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessRibeiro, Jefferson PereiraORIGINAL2017_tese_jpribeiro.pdf2017_tese_jpribeiro.pdfapplication/pdf6594787http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/29308/7/2017_tese_jpribeiro.pdf74b84689629fc4f696b29be1155b7e84MD57LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/29308/8/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD58riufc/293082020-09-18 10:41:51.008oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2020-09-18T13:41:51Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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