Remoção de amônia através da precipitação da estruvita em um reator airlift: construção de uma unidade experimental e análise de eficiência do processo

dc.contributor.advisor1Freitas, Rodrigo Randow de
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000301706892
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8940464292334970
dc.contributor.authorBarboza, Thales Rodrigues
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-4783-1106
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5191207933005119
dc.contributor.referee1Pertel, Josete
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7816353380400598
dc.contributor.referee2Lira, Taisa Shimosakai de
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/000000022690242X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8699243861996813
dc.date.accessioned2024-05-30T00:49:50Z
dc.date.available2024-05-30T00:49:50Z
dc.date.issued2020-04-30
dc.description.abstractCertain effluents contain a high concentration of nutrients. They are contaminating agents if dumped into sources without proper treatment. It is the cause of eutrophication of lakes and rivers, seen as a significant environmental problem. One possibility is to carry out the treatment of effluents rich in ammonia converting to struvite by crystallization. Thus, the objective of this work was to build a fluidized bed reactor to convert ammonia present in an industrial effluent through precipitation in the form of struvite. The proposed equipment allows treating up to 10 L of effluent by applying precipitation techniques. Initially, the effluent was diluted so that the initial ammonium concentration was 250 mg.L-1. For carrying out the precipitation experiments, an experimental design of type 2² + 3 central points was used. The variables investigated were compressor airflow (3 L.min-1 e 6 L.min-1), molar ratio ([NH4+:PO43-:Mg2+] [1: 1.30: 1.30; 1: 1.30: 1.63; 1: 1.30: 1.96]) and reaction time (20, 40 and 60 min). Analysis of the precipitated material was carried out, such as sedimentability, x-ray diffraction, and image capture under an electron microscope to evaluate the morphology. The crystals showed excellent sedimentability with IVL less than 4.63 mL.g-1. A cost analysis of an industrial plant was also carried out. The percentage of ammonia removal was satisfactory, greater than 90%. The morphological analysis was shown to be adequate for presenting crystals in the form of dendritic X and needles, as described in the literature. The estimated financial analysis for struvite production proved to be profitable if the market value is greater than $ 3.40 kg-1. It was found that the recovery of construction investment occurs in 1.6 years. The estimate predicted that at the end of 10 years of operation, the net present value obtained was 1.2 million dollars
dc.description.resumoCertos efluentes contêm elevada concentração de nutrientes. Eles são agentes contaminadores se despejados em mananciais sem tratamento adequado. Isso é a causa da eutrofização de lagos e rios, visto como um grande problema ambiental. Uma possibilidade é realizar o tratamento de efluentes rico em amônia convertendo-a em estruvita por cristalização. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi construir um reator de leito fluidizado para converter amônia presente em um efluente industrial por meio de precipitação na forma de estruvita. O equipamento proposto permite tratar até 10 L de efluente, aplicando-se técnicas da precipitação. Inicialmente, o efluente foi diluído de modo que a concentração inicial de amônio estivesse em 250 mg.L-1. Para realização dos experimentos de precipitação utilizou-se um planejamento experimental do tipo 2² + 3 pontos centrais. As variáveis investigadas foram vazão de ar do compressor (3 L.min 1 e 6 L.min-1), razão molar ([NH4+:PO43-:Mg2+] ; [1:1,30:1,30; 1:1,30:1,63; 1:1,30:1,96]) e tempo de reação (20, 40 e 60 min). Foram realizadas análises do material precipitado como sedimentabilidade, difração de raios-x e captura de imagens em microscópio eletrônico para avaliar a morfologia. Os cristais apresentaram ótima sedimentabilidade com IVL menor que 4,63 mL.g-1. Também se realizou uma análise de custos de uma planta industrial. O percentual de remoção de amônia foi satisfatório, superior a 90%. A análise morfológica mostrou-se adequada por apresentar cristais em forma X dendríticos e agulhas, conforme descrito na literatura. A análise financeira estimada para a produção de estruvita mostrou-se lucrativa se o valor de mercado for superior a $ 3,40 kg-1. Verificou-se que a recuperação do investimento da construção ocorre em 1,6 anos. A estimativa previu que no final de 10 anos de operação o valor presente líquido obtido foi 1,2 milhões de dólares
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15019
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Energia
dc.publisher.departmentCentro Universitário Norte do Espírito Santo
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Energia
dc.rightsopen access
dc.subjectEutrofização
dc.subjectCristalização
dc.subjectEfluente
dc.subjectNitrogênio
dc.subjectPrecipitação
dc.subjectEutrophication
dc.subjectCrystallization
dc.subjectEffluent
dc.subjectNitrogen
dc.subjectPrecipitation
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia/Tecnologia/Gestão
dc.titleRemoção de amônia através da precipitação da estruvita em um reator airlift: construção de uma unidade experimental e análise de eficiência do processo
dc.typemasterThesis

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