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Tipo: Dissertação
Título: Membranas cerâmicas sintetizadas a partir de cinzas de bagaço de cana-de-açúcar para aplicação em tratamento de efluentes
Autor(es): Pin, Clarissa Ferreira
Primeiro Orientador: Pasquali, Gean Delise Leal
Primeiro coorientador: Korf, Eduardo Pavan
Primeiro membro da banca: Dervanoski, Adriana
Segundo membro da banca: Lago, Rogerio Dal
Resumo: O consumo desenfreado de recursos naturais e a alta produção de resíduos tem gerado um impacto negativo ao meio ambiente, de forma a criar uma demanda crescente por alternativas para minimizar os seus efeitos. Uma das soluções para essa problemática, se encontra na utilização de resíduos para fabricar novos materiais, sendo este um meio de fomentar a economia circular e a sustentabilidade. Dentro deste contexto, o presente trabalho buscou desenvolver uma membrana cerâmica de microfiltração utilizando cinzas de bagaço de canade- açúcar (CBCA) e caulim como precursores, para fins de aplicação no pré-tratamento de efluentes reais. Deste modo, este estudo foi divido em duas etapas, a primeira corresponde ao desenvolvimento da membrana cerâmica e a segunda a realização dos ensaios de filtração para avaliar a eficiência do processo de microfiltração. Inicialmente a cinza e o caulim foram submetidos a ensaios de caracterização física e química, de modo a avaliar a viabilidade do uso dos mesmos na produção do material cerâmico. Em seguida foram desenvolvidas as membranas, utilizando como base duas formulações de proporções diferentes, contendo 40% e 60% de CBCA na massa total da membrana. Foi adicionado 0,05% de silicato de sódio como agente defloculante, e prosseguiu-se com a mistura por via úmida sob agitação de 250 rpm durante 1h. Para obtenção da membrana, os corpos de prova foram submetidos a compactação uniaxial a 27 MPa em prensa elétrica com posterior sinterização em forno mufla na temperatura de 1200 ºC por 1 hora. As membranas resultantes foram caracterizadas quanto a retração linear, perda ao fogo, absorção de água, porosidade aparente, DRX, FTIR, BJH. BIT e BET. A fim de avaliar a estrutura morfológica das amostras, foi realizada a análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV), além de ensaios de porosimetria por intrusão a mercúrio para verificar o tamanho médio dos poros e densidade real das membranas. A segunda etapa se decorreu com as coletas de efluentes brutos reais da indústria têxtil, de biodiesel e da metalúrgica, cedidos por indústrias localizadas na região do alto Uruguai no Rio Grande do Sul. Os efluentes foram então caracterizados antes e depois da filtração para determinar a eficiência do processo, com parâmetros de pH, turbidez, cor, sólidos totais, dissolvidos e fixos, e demanda química de oxigênio (DQO). O uso dos precursores CBCA e caulim possibilitou a produção de uma membranas cerâmicas porosas adequadas para o processo de microfiltração, a membrana com menor quantidade de CBCA em sua composição apresentou melhores resultados para a remoção dos parâmetros físico químicos avaliados.
Abstract/Resumen: The unbridled consumption of natural resources and the high production of waste has had a negative impact on the environment, creating a growing demand for alternatives to minimize its effects. One of the solutions to this problem is to use waste to manufacture new materials, which is a way of promoting the circular economy and sustainability. Within this context, this study sought to develop a ceramic microfiltration membrane using sugarcane bagasse ash (CBCA) and kaolin as precursors, for application in the pre-treatment of real effluents. This study was divided into two stages, the first corresponding to the development of the ceramic membrane and the second to carrying out filtration tests to assess the efficiency of the microfiltration process. Initially, the ash and kaolin were subjected to physical and chemical characterization tests in order to assess the feasibility of using them in the production of ceramic material. The membranes were then developed using two formulations with different proportions, containing 40% and 60% CBCA of the total mass of the membrane. 0.05% sodium silicate was added as a deflocculating agent and the mixture was wet-mixed under stirring at 250 rpm for 1 hour. To obtain the membrane, the specimens were subjected to uniaxial compaction at 27 MPa in an electric press and then sintered in a muffle furnace at 1200 ºC for 1 hour. The resulting membranes were characterized in terms of linear shrinkage, loss on ignition, water absorption, apparent porosity, XRD, FTIR, BJH. BIT and BET. In order to assess the morphological structure of the samples, scanning electron microscopy (SEM) analysis was carried out, as well as mercury intrusion porosimetry tests to verify the average pore size and actual density of the membranes. The second stage involved collecting real raw effluents from the textile, biodiesel and metallurgical industries, provided by industries located in the Upper Uruguay region of Rio Grande do Sul. The effluents were then characterized before and after filtration to determine the efficiency of the process, with parameters of pH, turbidity, color, total, dissolved and fixed solids, and chemical oxygen demand. The use of CBCA and kaolin precursors made it possible to produce porous ceramic membranes suitable for the microfiltration process. The membrane with the lowest amount of CBCA in its composition showed the best results for removing the physical and chemical parameters evaluated.
Palavras-chave: membrana de baixo custo
cinza de bagaço de cana-de-açúcar
microfiltração efluentes industriais
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Erechim
Nome do Programa de Pós Graduação : Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/7268
Data do documento: Nov-2023
Nível: Mestrado
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental

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