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dc.contributor.advisorMelo, Vander de Freitas, 1966-pt_BR
dc.contributor.authorPrado, Luciane Lemos do, 1974-pt_BR
dc.contributor.otherBraga, Maria Cristina Borba, 1956-pt_BR
dc.contributor.otherMotta, Antonio Carlos Vargas, 1963-pt_BR
dc.contributor.otherUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solopt_BR
dc.date.accessioned2019-04-15T20:11:14Z
dc.date.available2019-04-15T20:11:14Z
dc.date.issued2018pt_BR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1884/59994
dc.descriptionOrientador: Prof. Dr. Vander de Freitas Melopt_BR
dc.descriptionCoorientadores: Profª. Dra. Maria Cristina Borba Braga, Prof. Dr. Antônio Carlos Vargas Mottapt_BR
dc.descriptionDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa : Curitiba, 18/12/2018pt_BR
dc.descriptionInclui referênciaspt_BR
dc.descriptionÁrea de concentração: Solo e ambientept_BR
dc.description.abstractResumo: Utilizar o lodo de esgoto para fins agronômicos, industrial ou como adsorvente, pode ser uma prática associada ao conceito de economia circular e ciclagem de nutrientes. Entretanto, este biossólido apresenta elevado teor de matéria orgânica, nutrientes, metais tóxicos e patógenos. Dessa forma, utilizar o lodo de esgoto como adsorvente requer tratamento para evitar riscos e garantir a sanidade ambiental, principalmente com relação aos patógenos. Uma das alternativas para o tratamento do lodo de esgoto é a pirólise, que confere ao biocarvão propriedades como área de superfície específica e, em baixas temperaturas, mantém grupos orgânicos funcionais o que contribui para aumentar a capacidade da troca catiônica. Isto posto, o lodo de esgoto pirolisado a 450 ºC foi caracterizado e empregado como adsorvente de nitrogênio amoniacal de lixiviado de aterro. A composição química do lodo de esgoto foi realizada antes e após pirólise tendo sido avaliadas as concetrações de Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, NH4+, Ni, P, Pb, Se, Sb, V e Zn. As concentrações foram comparadas com os valores de referência especificados nas Resoluções CONAMA Nº 375/06 e SEMA Nº 001/07, com os valores de referência para aplicações no solo. A análise elementar de C e N, para a determinação da relação C:N, antes e após pirólise, manteve-se em 6:1, mesmo com a decomposição de compostos orgânicos. A decomposição dos compostos orgânicos foi observada pela análise de infravermelho - FTIR, a qual permitiu identificar grupos orgânicos remanescentes. No processo de piroslise e produção do biocarvão ocorre a formação de poros e área de superfície específica. A área de superfície específica do biocarvão, determinada pelo método BET, apresentou valor de 30,38 m2 g-1 e o tamanho médio dos poros de 41,84 Å, indicando formação de mesoporos. A determinação do pH e pHPCZ mostrou a necessidade de aumentar o pH do biocarvão e melhorar a capacidade de troca catiônica, uma vez que o pHPCZ indica a quantidade de cargas negativas e positivas na superfície do biocarvão. Além dos ensaios de caracterização, o biocarvão passou por ensaios de solubilização dos macros e microelementos em água para assegurar a sanidade ambiental. Os resultados dos ensaios de solubilização foram comparados com os valores de referência especificados na Resolução CONAMA Nº 430/11 que trata dos valores permissíveis para lançamento em corpos hídricos. Para os ajustes das isotermas de adsorção para os modelos de Langmuir, Freundlich e Sips (Freundlich-Langmir), os ensaios de adsorção de N-NH4+ foram realizados com com padrão de NH4Cl. Para efeitos comparativos, os ensaios de adsorção foram realizados como lodo de esgoto pirolisado e carvão ativado. A adsorção do N-NH4+ do lixiviado de aterro em lodo de esgoto pirolisado, apresentou redução da concentração de NH4+ de 445,8 mg L-1 (16 %), enquanto o carvão ativado apresentou redução de 538,23 mg L-1 (19%). Os resultados das análises químicas mostraram a ocorrência dos Na+, K+ Ca+2, e Mg+2, presentes em elevadas concentrações. Por outro lado, os cátions Ag, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sb, V e Zn presentes no lixiviado, apresentaram concentrações abaixo dos padrões de referência determinados pela Resolução CONAMA nº 430/11 para lançamento de efluentes em corpos aquáticos. Os resultados produzidos pelos ensaios de dessorção, no tempo acumulado de 48 horas, apresentaram percentuais de difusividade do N-NH4+ de 19% e 3,6% para o lodo de esgoto pirolisado e carvão ativado, respectivamente. Palavras-chave: Adsorção. Pirólise. pHPCZ. Área de Superfície Específica. Difusividade.pt_BR
dc.description.abstractAbstract: Utilization of sewage sludge for land use, in industry as well as adsorbent is a practice related to the concept of circular economy and nutrient cycling. However, this biossolid presents high organic matter, nutrients, toxic metals and pathogens concentrations. Thus, its utilization as an adsorbent requires previous treatment in order to avoid risks to human and environmental health, mainly with regard to the presence of pathogens. One alternative for the treatment of sewage sludge is pyrolysis, which renders properties to the resulting biochar such as specif surface area, and under low temperatures, keeps the functional organic groups which are related to an increase of the ionic exchange capacity. For the development of this research sewage sludge pyrolysed at 450ºC was characterized and employed as adsorbent of ammonium nitrogen from landfill leachate. Samples of sewage sludge were chemically characterized before and after pyrolysis and concentrations of Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, NH4+, Ni, P, Pb, Se, Sb, V e Zn were determined. All concentrations were compared with reference values as specified by CONAMA the Resolutions n. 375/06 and SEMA n. 001/07. Carbon and nitrogen concentrations were determined for the calculation of the rate C:N, which was 6:1 before and after pyrolysis, even after organic compounds decomposition. This decomposition was observed by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). In the process of producing biochar by pyrolysis porosity and surface area are formed. The BET method was used to determine the specific surface area of the biochar whose value was 30,38 m2 g-1. Pores presented a medium size of 41,84 Å, which indicates the formation of mesopores. Since pHPCZ indicates the amount of positive and negative charges on the surface of the biochar, the determination of pH and pHZPC showed the necessity of increasing the pH of the biochar. In order to guarantee environmental sanity, in addition to the characterization tests, the biochar was submitted to solubilization tests. The results of the solubilization tests for macro and microelements were compared to those specified by CONAMA Resolutions n. 430/11. Adsorption isotherms were adjusted for Langmuir, Freundlich and Sips (Freundlich-Langmir) models using standard solutions of NH4Cl. In order to compare the results produced, adsorption tests were carried out with biochar and granular activated carbon (GAC). Results for the adsorption of N-NH4+ onto biochar and GAC were 445,8 mg L-1 (16 %) and 538,23 mg L-1 (19%), respectively. After adsorption, results of chemical analyses showed high concentrations of Na+, K+ Ca+2 and Mg+2 in the leachate, whereas cations such as Ag, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sb, V e Zn showed concentrations below reference values as specified by CONAMA Resolution n. 430/11, which recommends values for the discharge of efluents in water bodies. Results of desorption tests carried out in 48 hours showed percentages of diffusivity of N-NH4+ of 19% and 3,6% for the biochar and for GAC, respectively. Keywords: Adsorption. Pyrolysis. pHZPC. Specif Surface Area. Difusivity.pt_BR
dc.format.extent68 p. : il.pt_BR
dc.format.mimetypeapplication/pdfpt_BR
dc.languagePortuguêspt_BR
dc.subjectxpt_BR
dc.subjectCiência do Solopt_BR
dc.titleUtilização de lodo de esgoto pirolisado como adsorvente de amônio de lixiviado de aterro sanitáriopt_BR
dc.typeDissertação Digitalpt_BR


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