Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A35JGE
Tipo: Dissertação de Mestrado
Título: Utilização de resíduos siderúrgicos como adsorventes de baixo custo no tratamento de efluentes contendo emulsões oleosas
Autor(es): Sara Vasconcelos dos Santos
Primeiro Orientador: Camila Costa de Amorim
Primeiro membro da banca : Monica Maria Diniz Leao
Segundo membro da banca: Rochel Montero Lago
Terceiro membro da banca: Regina de Fatima Peralta Muniz Moreira
Resumo: As emulsões oleosas em geral são formadas pela dissolução de óleos lubrificantes minerais em água, amplamente utilizados para proteger peças metálicas e aumentar a vida útil de máquinas e equipamentos, utilizados em operações que envolvem elevado desgaste e aquecimento por atrito. Os efluentes contaminados por essas emulsões apresentam elevada carga orgânica recalcitrante, removida de forma insuficiente pelos processos de tratamento convencionais. O tratamento de contaminantes orgânicos e químicos persistentes por adsorção tem se mostrado efetivo e vem sendo amplamente utilizado, devido à flexibilidade, simplicidade operação e modelagem do sistema, e a resistência à contaminantes tóxicos. Entretanto, para maior difusão da técnica é desejável o desenvolvimento de adsorventes de baixo custo e elevada capacidade adsortiva. A utilização de resíduos siderúrgicos para este fim é promissora devido à rica composição em óxidos de ferro e carbono, que lhes conferem propriedades favoráveis a adsorção de frações orgânicas. O tratamento de emulsão oleosa sintética (1% v/v), a base de óleo lubrificante emulsionável, foi realizada por adsorção em resíduos siderúrgicos oriundos da lavagem úmida dos gases do Alto-Forno e Aciaria. As lamas de Alto-Forno e Aciaria, como são chamados esses resíduos, foram caracterizados físico-química e morfologicamente, apresentando predomínio de diferentes elementos e fases em suas composições. A lama de Alto-Forno apresentou uma composição bem distribuída de FeT (37,9%) em formas mais oxidadas, C (26,1%), e baixas concentrações de metais diversos, já na lama de Aciaria houve predominância de fases reduzidas de ferro, FeT (55,4%), baixa concentração de C (1,4%), e elevadas concentrações de metais. Em tratamento à pH = 3, e nas concentrações de 60g/L de cada resíduo, foram obtidas elevadas eficiências de remoção de COT, DQO e turbidez, da ordem de 98%, 98% e 99%, respectivamente, para ambos os resíduos. Os mecanismos de adsorção apresentaram diferentes comportamentos, possivelmente relacionados às diferentes propriedades dos resíduos, como polaridade, e de interações dominantes. Após a adsorção, a lama de Alto-Forno foi regenerada termicamente, em atmosfera oxidante e inerte e em diferentes temperaturas. Os resíduos regenerados à 800°C, em ambas as atmosferas, mantiveram a porcentagem de remoção de DQO de aproximadamente 98%, para o 2º e 3º ciclos de adsorção. A união do tratamento de efluentes à utilização de resíduos siderúrgicos alia a reciclagem e a minimização do uso de aterros, à tecnologias de tratamento inovadoras e de maior eficiência.
Abstract: The oily emulsions in general are formed by dissolution of mineral lubricants in water, widely used to protect metallic pieces and extend the life of machines and equipment, utilized in operations involving high wearing and frictional heating. The effluents contaminated by emulsions containing a large amount of recalcitrant organic compounds, insufficiently removed by conventional treatment processes. The treatment of organic contaminants and persistent chemicals by adsorption has proven effective and has been widely used. Flexibility and simplicity in operation and modeling of the system and insensitivity to toxic contaminants are characteristics of this process. However, a development of low cost adsorbents and of high adsorptive capacity for organic pollutants is desirable for greater diffusion of the technique. The use of steel waste for this purpose is promising due to rich composition in iron oxides and carbon, which impart favorable properties of organic fractions adsorption. The treatment of synthetic oily emulsions (1% v/v), based of emulsifiable lubricant, was realized by adsorption in steel wastes from wetcleaning of gases of blast furnace and steelworks. The Blast Furnace Sludge and Blast Oxygen Furnace Sludge, as are called, were physically, chemically and morphologically characterized, presenting predominance of different elements and phases in their compositions. The Blast Furnace Sludge presented a distributed composition of FeT (37,9%) in more oxidized forms, C (26,1%), SiO2 (11,2%) e CaCO3 (8,8%), and low concentrations of various metals, already in BOFS there was predominance of reduced phases of iron, FeT (55,4%), CaCO3 (18,5%), C (1,4%), SiO2 (1,2%) and elevated concentration in metals. In the treatment pH = 3, and concentrations of 60g/L of each waste, high removal efficiency was obtained for COT, DQO and turbidity, from the order of 98%, 98% and 99%, respectively, for both wastes. The adsorption mechanisms presented different behaviors, possibly related to different properties, like polarity and dominant interactions. After the adsorption, the Blast Furnace sludge was regenerated thermally, in oxidizing and inert atmosphere and in different temperatures. The wastes regenerated at 800ºC, in both atmospheres, maintained the removal percentage of DQO of approximately 98%, for the second and third cycle of adsorption. The union of wastewater treatment and use of waste steel, alia the reuse of these materials to the minimization of the use of landfills, to innovative treatment technologies and increased efficiency.
Assunto: Meio ambiente
Engenharia sanitária
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A35JGE
Data do documento: 8-Mar-2013
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