dc.creator.ID |
COSTA, T. S. |
pt_BR |
dc.creator.ID |
DA COSTA, T. S. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/7211256067736786 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
FRANÇA, Kepler Borges. |
|
dc.contributor.advisor1ID |
FRANÇA, K. B. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1ID |
BORGES FRANÇA, KEPLER. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/3620576114544758 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
PEARSON, Howard William. |
|
dc.contributor.advisor-co1ID |
PEARSON, H. W. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9063947672998261 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
OLIVEIRA, Líbia de Sousa Conrado. |
|
dc.contributor.referee1ID |
OLIVEIRA,L. S. C. |
pt_BR |
dc.contributor.referee1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1704346203363785 |
pt_BR |
dc.contributor.referee2 |
FARIAS NETO, Severino Rodrigues de. |
|
dc.contributor.referee2ID |
FARIAS NETO, S. R. |
pt_BR |
dc.contributor.referee2Lattes |
http://lattes.cnpq.br/5029314237107938 |
pt_BR |
dc.contributor.referee3 |
FRANÇA, Márcia Izabel Cirne. |
|
dc.contributor.referee3ID |
França, M.I.C. |
pt_BR |
dc.contributor.referee3Lattes |
http://lattes.cnpq.br/0460534583435822 |
pt_BR |
dc.contributor.referee4 |
VASCONCELOS, Antonio Carlos Sales. |
|
dc.contributor.referee4ID |
VASCONCELOS, A. C. S. |
pt_BR |
dc.contributor.referee4Lattes |
http://lattes.cnpq.br/7244276899765929 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
A desinfecção eletroquímica ocorre por meio da oxidação anódica eletroquímica (EAO) e tem
demostrado eficiência na eliminação de diversos microrganismos. Suas principais vantagens
incluem a possibilidade de produzir espécies desinfectantes in situ, baixo consumo energético,
instrumentação compacta, facilidade de operação e automação, permitindo sua aplicação de
maneira descentralizada. Visando contribuir com o progresso dessa tecnologia foi desenvolvido
um reator eletroquímico tubular, com cátodo poroso de níquel e ânodo de titânio revestido com
platina posicionados dentro de uma membrana cerâmica não condutora. O objetivo principal
deste trabalho foi avaliar o desempenho deste reator na geração de espécies oxidantes e
eliminação de Escherichia coli e colifagos somáticos. A membrana tem a função de remover
os sólidos em suspensão, mas devido à direção do fluxo também funciona como um promotor
de turbulência favorecendo o transporte de massa. O modo de operação do reator foi dead-end
e os tratamentos eletroquímicos ocorreram sem recirculação, com tempos de residência teóricos
variando entre 4,18 e 74,75 s. O desenvolvimento deste trabalho foi dividido em três fases. A
primeira consistiu da confecção e caracterização de membranas cerâmicas. Na segunda fase,
estudou-se o desempenho do reator no tratamento eletroquímico de águas sintéticas por
planejamento experimental, com variáveis de entrada: NaCl, Na2SO4, diferença de potencial e
vazão. Na terceira fase foi avaliada a performance de dois protótipos do reator (RET-01 e RET-
02) em termos de remoção de turbidez e cor, desinfecção, consumo de energia e custo da
produção de água tratada em função das características físico-químicas e microbiológicas de
águas residuárias. As membranas apresentaram tamanho de poro semelhante, porosidade
aparente de 42,79% e 53,24% para MR01-10 e MR01-25, respectivamente, sendo o fluxo desta
última em média 12,5 vezes superior à MR01-10. Nas melhores condições do planejamento
experimental (Q = 1,6 L min-1, DDP = 12 V, [NaCl] = 1000 mg L-1, [Na2SO4] = 1000 mg L-1)
a eletrogeração de cloro no reator atingiu 1,80 mg L-1 e a inativação de Escherichia coli foi
4,85-log10. A degradação de N,N-dimetil-p-nitrosoanilina (RNO) obtida na ausência de cloretos
mostrou indícios da formação de radicais hidroxilas. Na Fase III foi verificada maior eficiência
na remoção de turbidez e cor das águas residuárias no RET-02, devido à utilização da membrana
MR01-10, reduzindo até 57,2% de turbidez e 39,0% de cor. A inativação de Escherichia coli
foi visivelmente influenciada pela concentração de cloretos, constatando-se a redução de até
4,67-log10 no reator RET-01, nesse mesmo protótipo foi obtida inativação de 2,33-log10 de
colifagos somáticos e o consumo energético para esses níveis de desinfecção foi apenas 0,10
kW h m-3. Para a mesma DDP os resultados de desinfecção foram melhores no RET-02 devido
à maior área do ânodo e maior tempo de residência, porém, o consumo energético também foi
superior. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia química |
pt_BR |
dc.title |
Desinfecção eletroquímica de águas: avaliação do desempenho de reator composto de membrana cerâmica e eletrodos de esponja de níquel e titânio/platina. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2020-05-28 |
|
dc.description.abstract |
Electrochemical disinfection occurs through Electrochemical Anodic Oxidation (EAO) and has
been shown to be efficient in the inactivation of various microorganisms. Its main advantages
include ability to produce disinfectant species in situ, low energy consumption, compact
instrumentation, ease of operation and automation, allowing their application in a decentralized
manner. To contribute to the progress of this technology, a tubular electrochemical reactor was
developed with foam nickel cathode and platinum coated titanium anode positioned within a
nonconductive ceramic membrane. The main aim of this work was to evaluate the performance
of this reactor in the generation of disinfecting oxidizing species and the subsequent removal
of Escherichia coli and somatic coliphages. The membrane has the function of removing
suspended solids, but due to the flow direction it also acts as a turbulence promoter that favors
mass transport. The reactor's operation mode was “dead-end” and the electrochemical
procedures occurred without recirculation, with theoretical residence times varying between
4.18 and 74.75 s. The development of this work was divided into three phases. The first
consisted of making and characterizing ceramic membranes. The second phase of the study
evaluated the performance of the reactor in the electrochemical treatment of synthetic waters
through experimental planning, with input variables: NaCl, Na2SO4, potential difference and
flow. In the third phase, the performance of two reactor prototypes (RET-01 and RET-02) was
evaluated in terms of removing turbidity and colour, disinfection, energy consumption and cost
of producing treated water according to the physico-chemical and microbiological
characteristics of the wastewater. The membranes presented similar pore sizes, and apparent
porosities of 42.79% and 53.24% for MR01-10 and MR01-25, respectively, with the average
flow of the latter being 12.5 times greater than MR01-10. In the best conditions of the
experimental design (Q = 1.6 L min-1, DDP = 12 V, [NaCl] = 1000 mg L-1, [Na2SO4] = 1000
mg L-1) the chlorine electrogeneration in the reactor reached 1.80 mg L-1 and Escherichia coli
inactivation was 4.85-log10. The degradation of N,N-dimethyl-p-nitrosoaniline (RNO) obtained
in the absence of chlorides showed evidence of the formation of hydroxyl radicals. In phase III,
greater efficiency in removing turbidity and color from wastewater was verified in RET-02, due
to the use of the MR01-10 membrane, reducing up to 57.2% turbidity and 39.0% color.
Escherichia coli inactivation was visibly influenced by the concentration of chlorides, with a
reduction of up to 4.67-log10 in the RET-01 reactor, in this same prototype, was obtained 2,33-
log10 inactivation of somatic coliphages and the energy consumption for these levels of
disinfection was only 0.10 kW h m-3. For the same DDP, disinfection results were better in
RET-02 due to the larger anode area and longer residence time, however, energy consumption
was also higher. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36292 |
|
dc.date.accessioned |
2024-06-26T14:35:17Z |
|
dc.date.available |
2024-06-26 |
|
dc.date.available |
2024-06-26T14:35:17Z |
|
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.subject |
Reator eletroquímico tubular |
pt_BR |
dc.subject |
Eletrogeração de cloro |
pt_BR |
dc.subject |
Radicais hidroxilas |
pt_BR |
dc.subject |
Escherichia coli |
pt_BR |
dc.subject |
Colifagos somáticos |
pt_BR |
dc.subject |
Consumo energético |
pt_BR |
dc.subject |
Tubular electrochemical reactor |
pt_BR |
dc.subject |
Chlorine electrogeneration |
pt_BR |
dc.subject |
Hydroxyl radicals |
pt_BR |
dc.subject |
Somatic coliphages |
pt_BR |
dc.subject |
Energy consumption |
pt_BR |
dc.subject |
Reactor electroquímico tubular |
pt_BR |
dc.subject |
Electrogeneración de cloro |
pt_BR |
dc.subject |
Radicales hidroxilo |
pt_BR |
dc.subject |
Consumo de energía |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
COSTA, Tereziana Silva da. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Electrochemical water disinfection: evaluation of the performance of reactor composed of ceramic membrane and nickel sponge electrodes and titanium/platinum. |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Desinfección electroquímica del agua: evaluación del desempeño de Reactor compuesto por membrana cerámica y electrodos de esponja de níquel. y titanio/platino. |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
COSTA, Tereziana Silva da. Desinfecção eletroquímica de águas: avaliação do desempenho de
reator composto de membrana cerâmica e eletrodos de esponja de níquel
e titânio/platina. 2020. 126 fl. Tese (Doutorado em Engenharia Química), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2020. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36292 |
pt_BR |
dc.description.resumen |
La desinfección electroquímica se produce mediante oxidación anódica electroquímica (EAO) y tiene
eficacia demostrada en la eliminación de diversos microorganismos. Sus principales ventajas
incluyen la posibilidad de producir especies desinfectantes in situ, bajo consumo energético,
Instrumentación compacta, facilidad de operación y automatización, permitiendo su aplicación de
manera descentralizada. Con el objetivo de contribuir al progreso de esta tecnología, se
un reactor electroquímico tubular, con cátodo poroso de níquel y ánodo de titanio recubierto de
platino colocado dentro de una membrana cerámica no conductora. El objetivo principal
El objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeño de este reactor en la generación de especies oxidantes y
Eliminación de Escherichia coli y colifagos somáticos. La membrana tiene la función de eliminar
sólidos en suspensión, pero debido a la dirección del flujo también funciona como promotor
turbulencias que favorecen el transporte masivo. El modo de funcionamiento del reactor estaba en un callejón sin salida.
y los tratamientos electroquímicos se produjeron sin recirculación, con tiempos de residencia teóricos
variando entre 4,18 y 74,75 s. El desarrollo de este trabajo se dividió en tres fases. A
El primero consistió en la fabricación y caracterización de membranas cerámicas. En la segunda fase,
el rendimiento del reactor en el tratamiento electroquímico de aguas sintéticas mediante
planificación experimental, con variables de entrada: NaCl, Na2SO4, diferencia de potencial y
tasa de flujo. En la tercera fase, la actuación de dos prototipos de reactores (RET-01 y RET-
02) en términos de turbidez y eliminación de color, desinfección, consumo de energía y costo de
producción de agua tratada dependiendo de las características físico-químicas y microbiológicas del
aguas residuales. Las membranas tenían tamaño de poro similar, porosidad
aparente de 42,79% y 53,24% para MR01-10 y MR01-25, MR01-25, respectivamente, con el flujo de este
duran en promedio 12,5 veces más que el MR01-10. En las mejores condiciones de planificación.
experimental (Q = 1.6 L min-1, DDP = 12 V, [NaCl] = 1000 mg L-1, [Na2SO4] = 1000 mg L-1)
la electrogeneración de cloro en el reactor alcanzó 1.80 mg L-1 y la inactivación de Escherichia coli fue
4,85-log10. La degradación de la N,N-dimetil-p-nitrosoanilina (RNO) obtenida en ausencia de cloruros.
mostró evidencia de la formación de radicales hidroxilo. En la Fase III se observó mayor eficiencia
en la eliminación de turbiedad y color de aguas residuales en RET-02, debido al uso de la membrana
MR01-10, reduciendo la turbidez hasta en un 57,2% y el color en un 39,0%. Inactivación de Escherichia coli
estuvo visiblemente influenciada por la concentración de cloruros, con una reducción de hasta
4,67-log10 en el reactor RET-01, en este mismo prototipo, 2,33-log10 inactivación de
colifagos somáticos y el consumo de energía para estos niveles de desinfección fue de sólo 0,10
kW·h·m-3. Para el mismo DDP, los resultados de desinfección fueron mejores en RET-02 debido a
Sin embargo, debido al área de ánodo más grande y al mayor tiempo de residencia, el consumo de energía también fue
más alto. |
pt_BR |