Estudo da utilização de reatores fotoquímicos solares para a degradação de efluentes industriais contendo compostos orgânicos tóxicos.
| Ano de defesa: | 2003 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Departamento: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-04122025-144120/ |
Resumo: | No presente trabalho, o processo foto-Fenton para oxidação de solução aquosa de fenol foi investigado utilizando sistemas de reatores fotoquímicos com fonte de luz artificial e solar. Experimentos, em escala de laboratório, foram conduzidos em reatores fotoquímicos anulares com lâmpada de vapor de mercúrio de média pressão (Ace-Hanovia 7825-34 e Heraeus TQ 150), reator tubular com coletor parabólico (PTR), e reator do tipo filme descendente (TFFBR). Os resultados demonstraram a viabilidade aplicação do processo foto-Fenton para o tratamento de efluentes contendo solução aquosa de fenol. Conversões de carbono orgânico total (COT) de 90% foram alcançadas em 3 horas de irradiação solar, mesmo em dias nublados. Experimentos realizados sob diferentes condições de radiação solar sugeriram uma dependência aproximadamente linear entre o COT e a energia solar acumulada que alcança o sistema. Modelos baseados em redes neurais foram desenvolvidos para a cinética do processo. A partir da avaliação dos parâmetros da rede, 6 neurônios na camada oculta foram suficientes para um bom ajuste dos dados e para descrever o processo de oxidação de fenol. Modelos baseados em redes neurais (\"oft sensor\") foram desenvolvidos para o monitoramento do processo. O objetivo do \"soft sensor\" é inferir valores de COT a partir de medidas de espectro de absorção. Assim, torna-se possível implementar monitoramentos on-line do processo, reduzindo o tempo e o custo de uma análise convencional de carbono orgânico total. |
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Estudo da utilização de reatores fotoquímicos solares para a degradação de efluentes industriais contendo compostos orgânicos tóxicos.Untitled in englishEfluentes (Tramento químico)Industrial wasteMathematical modelsModelos matemáticosResíduos industriaisWastewater (Chemical treatment)No presente trabalho, o processo foto-Fenton para oxidação de solução aquosa de fenol foi investigado utilizando sistemas de reatores fotoquímicos com fonte de luz artificial e solar. Experimentos, em escala de laboratório, foram conduzidos em reatores fotoquímicos anulares com lâmpada de vapor de mercúrio de média pressão (Ace-Hanovia 7825-34 e Heraeus TQ 150), reator tubular com coletor parabólico (PTR), e reator do tipo filme descendente (TFFBR). Os resultados demonstraram a viabilidade aplicação do processo foto-Fenton para o tratamento de efluentes contendo solução aquosa de fenol. Conversões de carbono orgânico total (COT) de 90% foram alcançadas em 3 horas de irradiação solar, mesmo em dias nublados. Experimentos realizados sob diferentes condições de radiação solar sugeriram uma dependência aproximadamente linear entre o COT e a energia solar acumulada que alcança o sistema. Modelos baseados em redes neurais foram desenvolvidos para a cinética do processo. A partir da avaliação dos parâmetros da rede, 6 neurônios na camada oculta foram suficientes para um bom ajuste dos dados e para descrever o processo de oxidação de fenol. Modelos baseados em redes neurais (\"oft sensor\") foram desenvolvidos para o monitoramento do processo. O objetivo do \"soft sensor\" é inferir valores de COT a partir de medidas de espectro de absorção. Assim, torna-se possível implementar monitoramentos on-line do processo, reduzindo o tempo e o custo de uma análise convencional de carbono orgânico total.In this work, the photo-Fenton oxidation of phenol in aqueous solutions has been investigated using solar and artificial light sources. Laboratory-scale experiments were carried out in two different solar reactors configurations, a parabolic through reactor (PTR) and a thin-film reactor, and in an annular photochemical reactor using different medium pressure mercury lamps (Ace-Hanovia 7825-34 and Heraeus TQ 150). The results indicate that the photo-Fenton process is an effective treatment for industrial wastewater containing phenol. Until 90% of the total organic carbon content of the initial phenol solution could be converted in inorganic carbon within 4 hours of solar irradiation, even in cloudy days. Experiments under different insolation conditions suggest a direct linear dependence of the organic carbon removal on the accumulated sunlight energy reaching the system. A model based on artificial neural networks has been developed for fitting the experimental of photo-Fenton process. The model with 6 neurons in the hidden layer can describe the evolution of the pollutant concentration in the complex photo-Fenton reaction. The neural network-based soft sensor for estimating the TOC in the wastewater treatment process by photodegradation has resulted in an efficient and accurate means for process monitoring. Since the measurement is based on light spectroscopy data, it is possible to implement on-line and in-line process monitoring in a much simpler andeconomical way than by conventional methods like TOC analysis, for example. Due to the reduced sample handling steps involved, less dispersion was observed in the estimated TOC values. Besides the lower cost and work involved, the shorter time to obtain the TOC concentration has enabled the operating staff to act on the process.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPGuardani, RobertoWill, Isabela Bellot de Souza2003-12-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-04122025-144120/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-12-04T16:46:02Zoai:teses.usp.br:tde-04122025-144120Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-12-04T16:46:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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No presente trabalho, o processo foto-Fenton para oxidação de solução aquosa de fenol foi investigado utilizando sistemas de reatores fotoquímicos com fonte de luz artificial e solar. Experimentos, em escala de laboratório, foram conduzidos em reatores fotoquímicos anulares com lâmpada de vapor de mercúrio de média pressão (Ace-Hanovia 7825-34 e Heraeus TQ 150), reator tubular com coletor parabólico (PTR), e reator do tipo filme descendente (TFFBR). Os resultados demonstraram a viabilidade aplicação do processo foto-Fenton para o tratamento de efluentes contendo solução aquosa de fenol. Conversões de carbono orgânico total (COT) de 90% foram alcançadas em 3 horas de irradiação solar, mesmo em dias nublados. Experimentos realizados sob diferentes condições de radiação solar sugeriram uma dependência aproximadamente linear entre o COT e a energia solar acumulada que alcança o sistema. Modelos baseados em redes neurais foram desenvolvidos para a cinética do processo. A partir da avaliação dos parâmetros da rede, 6 neurônios na camada oculta foram suficientes para um bom ajuste dos dados e para descrever o processo de oxidação de fenol. Modelos baseados em redes neurais (\"oft sensor\") foram desenvolvidos para o monitoramento do processo. O objetivo do \"soft sensor\" é inferir valores de COT a partir de medidas de espectro de absorção. Assim, torna-se possível implementar monitoramentos on-line do processo, reduzindo o tempo e o custo de uma análise convencional de carbono orgânico total. |
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