Uso de energia fotovoltaica no tratamento de águas residuárias da produção de biodiesel por eletrocoagulação
This study aimed to apply the electrocoagulation technique in the treatment of wastewater from the biodiesel purification process. The individual and combined influence of the inert parameters (current density and electrolysis time) were analyzed. As response variables of the EC process, the paramet...
| Autor principal: | Hoffmann, Ionara Fernanda |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2018
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3137 |
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riut-1-31372018-05-18T03:34:52Z Uso de energia fotovoltaica no tratamento de águas residuárias da produção de biodiesel por eletrocoagulação Use of photovoltaic energy in the treatment of waste water from the production of biodiesel by electrocoagulation Hoffmann, Ionara Fernanda Sehn, Elizandra http://lattes.cnpq.br/6858872820752084 Eyng, Eduardo http://lattes.cnpq.br/1101075438495044 Sehn, Elizandra Eyng, Eduardo Orssatto, Fábio Quiñones, Fernando Rodolfo Espinoza Biodiesel Sistemas de energia fotovoltaica Águas residuais - Purificação Biodiesel fuels Photovoltaic power systems Sewage - Purification CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS Engenharia Sanitária This study aimed to apply the electrocoagulation technique in the treatment of wastewater from the biodiesel purification process. The individual and combined influence of the inert parameters (current density and electrolysis time) were analyzed. As response variables of the EC process, the parameters color, turbidity, COD, TOG and residual Al were considered, whose maximum removals will be considered as criterion of optimal condition of the EC process. In the first stage of the study a DCCR was applied to obtain the model or response surface, applying the EC technique to the biodiesel effluent in a batch bench reactor, which included a pair of aluminum electrodes, fed by a source of direct current. The electrochemical treatment proved to be very efficient for variable responses in the range of values studied for current density and reaction time factors, reaching removal of up to 52%, 90%, 99% and 98% for COD, TOG, turbidity and respectively, applying 27.93 mA.cm- 2 for 64'49 ". However, it was not possible to fit a predictive model for these variables. For the second step, the conditions that obtained the best removal efficiency of the response variables were used, considering the minimum generation of residual aluminum after the electrolysis. The treatment time was set to 5 minutes and current density of 4 mA.cm-2 was adjusted, and the power supply was replaced by a non-battery photovoltaic system, applying the direct current to the effluent treatment by electrocoagulation to evaluate the energy efficiency involved in the treatment process. The use of the energy supplied directly by the photovoltaic panel was effective in the removal of impurities from the effluent, reaching removal of up to 44%, 90%, 90% and 80% for COD, TOG, turbidity and color, respectively. It was verified that the amount of energy supplied by the panel could be applied to a larger volume and even in a continuous flow of effluent, either on days with higher solar incidence or lower incidence (partly cloudy days), it would still be sufficient for maintain the treatment system. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este estudo teve por objetivo aplicar a técnica de eletrocoagulação no tratamento da água residuária do processo de purificação do biodiesel. Foi feita análise da influência individual e combinada dos parâmetros inertes (densidade de corrente e tempo de eletrólise). Como variáveis de resposta do processo de EC foram consideradas os parâmetros cor, turbidez, DQO, TOG e Al residual, cujas máximas remoções serão consideradas como critério de condição ótima do processo EC. Na primeira etapa do estudo aplicou-se um DCCR para a obtenção do modelo ou superfície de resposta, aplicando a técnica de EC ao efluente de biodiesel em um reator batelada de bancada, que comportou um par de eletrodos de alumínio, alimentados por uma fonte de corrente contínua. O tratamento eletroquímico se mostrou muito eficiente para variáveis respostas na faixa de valores estudada para os fatores densidade de corrente e tempo de reação, alcançando remoção de até 52%, 90%, 99% e 98% para as variáveis DQO, TOG, turbidez e cor, respectivamente, aplicando 27,93 mA.cm-2 durante 64’49’’. Contudo, não foi possível ajustar um modelo preditivo para essas variáveis. Para a segunda etapa, utilizou-se as condições que obtiveram melhores rendimentos de remoção das variáveis respostas, considerando a mínima geração de alumínio residual após a eletrólise. Fixou-se o tempo de tratamento em 5 minutos e densidade de corrente de 4 mA.cm- 2, e substituiu-se a fonte de alimentação por um sistema fotovoltaico sem o uso de baterias, aplicando a corrente contínua ao tratamento de efluente pela eletrocoagulação para avaliação da eficiência energética envolvida no processo de tratamento. O uso da energia fornecida diretamente pelo painel fotovoltaico foi eficaz na remoção de impurezas do efluente, alcançando remoção de até 44%, 90%, 90% e 80% para as variáveis DQO, TOG, turbidez e cor, respectivamente. Constatou-se que a quantidade de energia fornecida pelo painel, poderá ser aplicada a um volume maior e até mesmo em fluxo contínuo de incidência solar ou menor incidência (dias parcialmente nublados), pois ainda assim seria suficiente para manter o sistema de tratamento. 2018-05-18T03:34:51Z 2018-05-18T03:34:51Z 2017-07-28 masterThesis HOFFMANN, Ionara Fernanda. Uso de energia fotovoltaica no tratamento de águas residuárias da produção de biodiesel por eletrocoagulação. 2017. 80 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3137 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Medianeira Brasil Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Biodiesel Sistemas de energia fotovoltaica Águas residuais - Purificação Biodiesel fuels Photovoltaic power systems Sewage - Purification CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS Engenharia Sanitária |
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Biodiesel Sistemas de energia fotovoltaica Águas residuais - Purificação Biodiesel fuels Photovoltaic power systems Sewage - Purification CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS Engenharia Sanitária Hoffmann, Ionara Fernanda Uso de energia fotovoltaica no tratamento de águas residuárias da produção de biodiesel por eletrocoagulação |
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This study aimed to apply the electrocoagulation technique in the treatment of wastewater from the biodiesel purification process. The individual and combined influence of the inert parameters (current density and electrolysis time) were analyzed. As response variables of the EC process, the parameters color, turbidity, COD, TOG and residual Al were considered, whose maximum removals will be considered as criterion of optimal condition of the EC process. In the first stage of the study a DCCR was applied to obtain the model or response surface, applying the EC technique to the biodiesel effluent in a batch bench reactor, which included a pair of aluminum electrodes, fed by a source of direct current. The electrochemical treatment proved to be very efficient for variable responses in the range of values studied for current density and reaction time factors, reaching removal of up to 52%, 90%, 99% and 98% for COD, TOG, turbidity and respectively, applying 27.93 mA.cm- 2 for 64'49 ". However, it was not possible to fit a predictive model for these variables. For the second step, the conditions that obtained the best removal efficiency of the response variables were used, considering the minimum generation of residual aluminum after the electrolysis. The treatment time was set to 5 minutes and current density of 4 mA.cm-2 was adjusted, and the power supply was replaced by a non-battery photovoltaic system, applying the direct current to the effluent treatment by electrocoagulation to evaluate the energy efficiency involved in the treatment process. The use of the energy supplied directly by the photovoltaic panel was effective in the removal of impurities from the effluent, reaching removal of up to 44%, 90%, 90% and 80% for COD, TOG, turbidity and color, respectively. It was verified that the amount of energy supplied by the panel could be applied to a larger volume and even in a continuous flow of effluent, either on days with higher solar incidence or lower incidence (partly cloudy days), it would still be sufficient for maintain the treatment system. |
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Hoffmann, Ionara Fernanda |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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2018 |
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HOFFMANN, Ionara Fernanda. Uso de energia fotovoltaica no tratamento de águas residuárias da produção de biodiesel por eletrocoagulação. 2017. 80 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2017. |
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