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Tipo do documento: Dissertação
Título: Caracterização e sorção do NH4+ em biocarvão de casca de banana e bagaço de laranja carbonizados a 400 e 600°C
Título(s) alternativo(s): Characterization and sorption of NH4+ in banana peel and orange cake carbonization at 400 and 600 °C.
Autor: Feitosa, Amanda Alves 
Primeiro orientador: Teixeira, Wenceslau Geraldes
Primeiro coorientador: Ritter, Elisabeth
Primeiro membro da banca: Inacio, Caio de Teves
Segundo membro da banca: Gomes, Marcia Marques
Resumo: O biocarvão é um produto da pirólise, sob ausência parcial ou total de oxigênio de biomassas, geralmente resíduos orgânicos de processos agrícolas e florestais, para fins de uso como condicionador de solo ou elemento filtrante. Pesquisas têm demonstrado o potencial do uso do biocarvão na agricultura, como condicionador de solos e seu uso para fins de recuperação ambiental , tornando-se uma alternativa tanto para a destinação dos resíduos orgânicos agrícolas como nos resíduos sólidos urbanos. Seu potencial de utilização depende essencialmente de suas propriedades físico-químicas, que variam de acordo com a biomassa utilizada e o processo de pirólise utilizado, portanto, sua caracterização é necessária para verificar seu uso e limitações. Os biocarvões apresentam também um potencial para o tratamento de lixiviados de aterros urbanos, devido ao seu potencial de sorção de nitrogênio amoniacal, composto encontrado em altas concentrações nos lixiviados dos aterros brasileiros. Este trabalho tem como objetivo caracterizar e verificar o potencial de sorção de nitrogênio amoniacal dos biocarvões produzidos a partir de casca de banana e bagaço de laranja carbonizados a 400 e 600 °C. Para a caracterização físico-química dos biocarvões foram utilizadas metodologias adaptadas para análises de solos e metodologias propostas por organismos internacionais para análises de carvão vegetal. Nos testes de sorção, foram utilizados ensaios de equilíbrio em lote com monossolução de cloreto de amônio preparada em laboratório e lixiviado bruto do aterro sanitário de Seropédica-RJ. Os resultados mostraram que os biocarvões possuem propriedades de interesse tanto para aplicação agrícola quanto para a remediação ambiental, com altos teores de nutrientes, em especial o K para os biocarvões de casca de banana chegando a 157 g kg-1, e teores de C em torno de 50%. Também demostraram elevada capacidade de retenção de água, a baixos e altos potenciais, sobretudo os biocarvões de casca de banana chegando a 600%. A temperatura de carbonização e a biomassa utilizada influenciaram na variação das propriedades finais dos biocarvões estudados. Os ensaios de sorção utilizando monosoluções de nitrogênio amoniacal com os biocarvões indicaram uma sorção máxima para os biocarvões de casca de banana a 400 e 600°C de 14,57 mg g-1 e 9,63 mg g-1 respectivamente. Para os biocarvões de bagaço de laranja a 400 e 600°C, a sorção máxima foi de 13,67 mg g-1 e 10,84 mg g-1. Para o lixiviado, a sorção máxima foi de 12,43 mg g-1 para o biocarvão de casca de banana a 600°C e 8,49 mg g-1 para o biocarvão de bagaço de laranja a 600°C, com melhor ajuste à isoterma de Freundlich. A carbonização demonstrou ser uma alternativa sustentável na destinação final de resíduos sólidos orgânicos, reduzindo e controlando os impactos gerados pelos mesmos e podendo ter um valor agregado como condicionador de solo e uso para a remediação de contaminantes do meio ambiente.
Abstract: Biochar is a product of pyrolysis, under partial or total absence of biomass oxygen, usually organic waste from agricultural and forestry processes, for purposes of use as a soil conditioner or filter element. Research has shown the potential of using biochar in agriculture as a soil conditioner and its use for environmental recovery purposes, making it an alternative for both organic waste disposal and urban solid waste. Its use potential depends essentially on its physico-chemical properties, which vary according to the biomass used and the pyrolysis process used, therefore its characterization is necessary to verify its use and limitations. Biochars also present a potential for the treatment of urban landfill leachates due to their potential for sorption of ammoniacal nitrogen, a compound found at high concentrations in the Brazilian landfill leachate. The objective of this work is to characterize and verify the potential of ammoniacal nitrogen sorption of the biochars produced from banana peel and orange bagasse carbonized at 400 and 600 °C. For the physico-chemical characterization of the biochars, adapted methodologies for soil analysis and methodologies proposed by international organisms for charcoal analysis were used. In the sorption tests, batch equilibrium tests were used with monosolution of ammonium chloride prepared in the laboratory and crude leachate from the sanitary landfill of Seropédica-RJ. The results showed that the biochars have properties of interest for both agricultural application and environmental remediation, with high nutrient contents, especially the K for the banana peel biochar reaching 157 g kg -1, and C contents in around 50%. They also demonstrated good water retention capacity at low and high potentials, especially the banana peel biochars reaching 600%. The carbonization temperature and the biomass used demonstrated to have a great influence on the final properties of the studied biochars. Sorption tests using monounsaturated ammonia nitrogen monoxide solutions indicated a maximum sorption for banana peel biochars at 400 and 600°C of 14.57 mg g -1 and 9.63 mg g -1 respectively. For orange bagasse biochars at 400 and 600°C, the maximum sorption was 13.67 mg g -1 and 10.84 mg g -1. For the leachate, the maximum sorption was 12.43 mg g-1 for the biochar of banana peel at 600° C and 8.49 mg g-1 for the orange bagasse biochar at 600° C, with better adjustment to the Freundlich isotherm. Carbonization has been shown to be a sustainable alternative in the final destination of organic solid waste, reducing and controlling the impacts generated by them and may have an added value as a soil conditioner and use for the remediation of contaminants of the environment.
Palavras-chave: Environmental engineering
Garbage - Disposal
Organic wastes as fertilizers
Biochar
Characterization
Sorption
Ammoniacal Nitrogen
Engenharia ambiental
Lixo - Eliminação
Resíduos orgânicos como fertilizantes
Biocarvão
Caracterização
Sorção
Nitrogênio Amoniacal
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
Citação: FEITOSA, Amanda Alves. Caracterização e sorção do NH4+ em biocarvão de casca de banana e bagaço de laranja carbonizados a 400 e 600°C. 2019. 127 f. Dissertação (Mestrado em Saneamento Ambiental: controle da poluição urbana e industrial) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/10872
Data de defesa: 25-Fev-2019
Aparece nas coleções:Mestrado Profissional em Engenharia Ambiental

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