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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11053
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Ozonização e efeito do air stripping no tratamento de água subterrânea contaminada por gasolina aditivada |
Título(s) alternativo(s): | Ozone and effect of air stripping in the treatment of groundwater contaminated by gasoline with additives |
Autor: | Peixoto, Bruno Martins ![]() |
Primeiro orientador: | Gomes, Marcia Marques |
Primeiro membro da banca: | Giordano, Gandhi |
Segundo membro da banca: | Fonseca, Fabiana Váleria da |
Resumo: | Pouco se sabe a respeito do efeito dos aditivos presentes nos combustíveis, tanto do ponto de vista de riscos sobre a saúde ambiental quanto de eventual interferência na remediação de águas contaminadas. Com o objetivo investigar uma opção tecnológica eficaz e de fácil operação, com uso mínimo de reagentes químicos, o presente trabalho conduziu ensaios de tratabilidade por processo oxidativo avançado utilizando ozônio para tratar água subterrânea contaminada artificialmente por gasolina aditivada com DQO inicial de 5000 mgO2/L (Etapa I) e 1000 mgO2/L (Etapas II e III). Os experimentos foram realizados em reatores de semi-batelada, com recirculação da água contaminada (pH em torno de 7,0), bomba peristáltica, e injeção de gás ozônio na coluna líquida, em contracorrente. O desenho experimental baseou-se na metodologia de planejamento fatorial do tipo Delineamento Composto Central (DCC) utilizando-se como variáveis independentes (i) concentração de ozônio na corrente gasosa injetada ([O3]) com níveis variando entre 10 e 90 g/Nm³ (Etapa I), 10 e 80 g/Nm³ (Etapa II) e; (ii) dose de ozônio relacionada à DQO inicial (O3/DQO), cujos níveis variaram de 0,01 a 0,1 (Etapa I) e de 0,1 a 1,0 (Etapa II). Na Etapa I (DQO inicial 5000 mgO2/L), a maior redução obtida de DQO foi de 8,1% no ensaio com a menor concentração de ozônio [O3] e maior dose O3/DQO. Na Etapa II (DQO inicial 1000 mgO2/L), foi atingida redução de 42,2% de DQO também com a menor concentração de ozônio [O3] e a maior dose O3/DQO. Os resultados das Etapas I e II indicam que as maiores reduções de DQO são atingidas quando fornecidas baixas concentrações de ozônio na corrente gasosa e altas doses de ozônio em relação à DQO inicial. Visando avaliar as parcelas de DQO, BTEX e TPH-GRO (total petroleum hydrocarbon-gasoline range organics) removidas somente pela injeção de ar no sistema, ou seja, sem a presença de agente oxidante, foi realizado ensaio de air stripping (Etapa III), que resultou na redução de DQO, BTEX e TPH-GRO, respectivamente, de 6,7%, 26,4% e 26,3% em 5 min, 8,4%, 96,0% e 95,9% em 49 min, 8,7%, 99,8% e 99,6% em 200 min. Os resultados indicaram que a injeção de ar no sistema, sem presença de agente oxidante promove ligeira redução da DQO mas expressiva remoção de BTEX e TPH-GRO a partir de 49 min. Os resultados indicam ainda que a recalcitrância ao tratamento refletida pelas baixas reduções de DQO está associada à presença de aditivos na gasolina e não aos compostos-alvo (BTEX e TPH-GRO), indicando serem os aditivos, os compostos que permanecem na matriz aquosa, mesmo após remoção quase que completa dos hidrocarbonetos de petróleo. |
Abstract: | Very little is known about the effect of additives found in fuels regarding the environmental impacts and constraints to the remediation of contaminated waters. With the purpose of investigating a possible technological alternative for the treatment of groundwater contaminated with gasoline with additives, easy to operate, using as little chemicals as possible, the present investigation carried out treatability assays with ozone to treat groundwater spiked with gasoline containing additives with initial COD of 5000 mgO2/L (Phase I) and 1000 mgO2/L (Phases II and III). The experiments were conducted in a semi-batch reactor with recirculation of contaminated groundwater, peristaltic pump and ozone gas injection in countercurrent in the liquid column. The experimental design was based on factorial planning using as independent variables the (i) ozone concentration in the gas ([O3]) varying from 10 to 90 g/Nm³ (Phase I) and from 10 to 80 g/Nm³ (Phase II); (ii) ozone initial DQO ratio (O3/DQO) varying from 0.01 to 0.1 (Phase I) and from 0.1 to 1.0 (Phase II). Initially the efficiency of each treatment was evaluated according to the COD reduction. In Phase I (initial COD 5000 mgO2/L), the best COD reduction achieved was only 8.1% when the lowest ozone concentration [O3] and the highest ratio O3/DQO were applied. In Phase II (initial COD 1000 mgO2/L), the best COD reduction was 42.2% also obtained with the lowest ozone concentration [O3] and the highest ratio O3/DQO applied. In order to assess the percentage of COD, mono-aromatic hydrocarbons BTEX and TPH-GRO (total petroleum hydrocarbon-gasoline range organics) removed by air stripping only (absence of oxidant agent ozone), an assay with air injection (Phase III) was carried out, which resulted in reduction of DQO, BTEX e TPH-GRO respectively in 6.7%, 26.4% and 26.3% in 5 min, 8.4%, 96.0% and 95.9% in 49 min and 8.7%, 99.8% and 99.6% in 200 min. The results of Phase III suggested that air stripping only promote slight reduction of COD but high reduction of BTEX and TPH-GRO after 49 min. The results also indicated that recalcitrance to the treatment reflected by low reductions of COD is related to the presence of additives in the gasoline and not to the target compounds (petroleum hydrocarbons), suggesting the additives remain in the aqueous matrix, even after almost complete removal of BTEX and TPH-GRO. |
Palavras-chave: | Environmental Engineering Contaminated groundwater Gasoline with additives COD BTEX TPH-GRO Ozone Air stripping Engenharia Ambiental Água subterrânea contaminada Gasolina aditivada DQO BTEX TPH-GRO Ozônio, Air stripping |
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: | PEIXOTO, Bruno Martins. Ozonização e efeito do air stripping no tratamento de água subterrânea contaminada por gasolina aditivada. 2017. 79 f. Dissertação (Mestrado em Saneamento Ambiental: controle da poluição urbana e industrial) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2017. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11053 |
Data de defesa: | 16-Mar-2017 |
Aparece nas coleções: | Mestrado Profissional em Engenharia Ambiental |
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