Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Piaia, Andreia Aparecida
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Medianeira
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28878
Resumo: Underground water resources have become an alternative for water supply for consumption, however, the problem is mainly associated with the presence of iron (Fe) and Manganese (Mn) in wells with exploration potential, thus requiring more attention to technologies directions in removing these metals from the water. Among the treatment technologies, the adsorption process has great prominence in the removal of metallic contaminants even in low concentrations. The objective of this work is the use of commercially available adsorbent materials such as activated carbon and ion exchange resins for the treatment of groundwater contaminated with Iron and Manganese in order to meet the maximum specification regulations of 0.1 mg/L for Mn and of 0.3 mg/L for Fe. The resins used in this research were Dowex Marathon C; SSTC60; Lewatit TP 207 and activated charcoal from bones. The methodology used was to carry out batch adsorption experiments, obtaining equilibrium data for the construction of isotherms, carrying out tests in a continuous system to elaborate the adsorption kinetics for each metal and adsorbent material, evaluating the regenerating potential of each resin, in addition to verifying the adsorption of Na, K, Ca and Mg metals present in the sample during the treatment. After obtaining the data, it was possible to design a system with columns connected in series for the continuous treatment of groundwater. After analyzing the results, it was found that the adsorbent Dowex MarathonTM C obtained the best performance in the adsorption of Fe2+ in groundwater, producing water that meets potability standards and can be regenerated with both HCl and NaCl. The Mn2+ ion can be removed with Dowex MarathonTM C and SSTC60 resins with results superior to Iron at the same concentration, the resins were efficiently regenerated with the NaCl solution. It was also verified that the cations Na, K, Ca and Mg were also removed from the water and there were no significant changes in relation to the pH of the water, which remained within the value allowed by legislation.
id UTFPR-12_479f86776b5bd7dc15f2e0175108e613
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/28878
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciaisRemoval of iron and manganese from groundwater by commercial ion exchange resinsÁgua - PurificaçãoPoços artesianosAdsorçãoMetaisWater - PurificationArtesian wellsAdsorptionMetalsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIAEngenharia/Tecnologia/GestãoUnderground water resources have become an alternative for water supply for consumption, however, the problem is mainly associated with the presence of iron (Fe) and Manganese (Mn) in wells with exploration potential, thus requiring more attention to technologies directions in removing these metals from the water. Among the treatment technologies, the adsorption process has great prominence in the removal of metallic contaminants even in low concentrations. The objective of this work is the use of commercially available adsorbent materials such as activated carbon and ion exchange resins for the treatment of groundwater contaminated with Iron and Manganese in order to meet the maximum specification regulations of 0.1 mg/L for Mn and of 0.3 mg/L for Fe. The resins used in this research were Dowex Marathon C; SSTC60; Lewatit TP 207 and activated charcoal from bones. The methodology used was to carry out batch adsorption experiments, obtaining equilibrium data for the construction of isotherms, carrying out tests in a continuous system to elaborate the adsorption kinetics for each metal and adsorbent material, evaluating the regenerating potential of each resin, in addition to verifying the adsorption of Na, K, Ca and Mg metals present in the sample during the treatment. After obtaining the data, it was possible to design a system with columns connected in series for the continuous treatment of groundwater. After analyzing the results, it was found that the adsorbent Dowex MarathonTM C obtained the best performance in the adsorption of Fe2+ in groundwater, producing water that meets potability standards and can be regenerated with both HCl and NaCl. The Mn2+ ion can be removed with Dowex MarathonTM C and SSTC60 resins with results superior to Iron at the same concentration, the resins were efficiently regenerated with the NaCl solution. It was also verified that the cations Na, K, Ca and Mg were also removed from the water and there were no significant changes in relation to the pH of the water, which remained within the value allowed by legislation.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do ParanáOs recursos hídricos subterrâneos têm se tornado uma alternativa para o abastecimento de água para consumo, porém, a problemática está associada principalmente a presença de ferro (Fe) e Manganês (Mn) em poços com potencial de exploração, exigindo assim, mais atenção a tecnologias direcionadas na remoção destes metais da água. Dentre as tecnologias de tratamento, o processo de adsorção tem grande destaque na remoção de contaminantes metálicos mesmo em baixas concentrações. O objetivo deste trabalho é a utilização de materiais adsorventes disponíveis comercialmente como o carvão ativado e resinas de troca iônica para o tratamento de águas subterrâneas contaminadas com Ferro e Manganês visando atender as normativas de especificação máxima de 0,1 mg/L para o Mn e de 0,3 mg/L para o Fe. As resinas utilizadas nesta pesquisa foram Dowex Marathon C; SSTC60; Lewatit TP 207 e o Carvão de ossos Bonechar. A metodologia utilizada foi realizar experimentos de adsorção em batelada, obtendo dados em equilíbrio para construção de isotermas, realização de ensaios em sistema contínuo para elaboração da cinética de adsorção para cada metal e material adsorvente, avaliação do potencial regenerante de cada resina, além de verificar a adsorção dos metais Na, K, Ca e Mg presentes na amostra durante o tratamento. A partir da obtenção dos dados foi possível dimensionar um sistema com colunas ligadas em série para o tratamento contínuo de água subterrânea. Após a análise dos resultados verificou-se que o adsorvente Dowex MarathonTM C obteve o melhor desempenho na adsorção de Fe2+ em água subterrânea produzindo água que atende aos padrões de potabilidade e pode ser regenerado tanto com HCl e NaCl. O íon Mn2+ pode ser removido com as resinas Dowex MarathonTM C e SSTC60 com resultados superiores ao de Ferro na mesma concentração, as resinas foram regeneradas com eficiência com a solução de NaCl. Verificou-se também que os cátions Na, K, Ca e Mg também forram removidos da água e não houve alterações significativas em relação ao pH da água que se manteve dentro do valor permitido pela legislação.Universidade Tecnológica Federal do ParanáMedianeiraBrasilPrograma de Pós-Graduação em Tecnologias AmbientaisUTFPRBaraldi, Ilton Joséhttps://orcid.org/0000-0001-5606-0027http://lattes.cnpq.br/1989626876274601Baraldi, Ilton Joséhttps://orcid.org/0000-0001-5606-0027http://lattes.cnpq.br/1989626876274601Silva, Edson Antonio dahttps://orcid.org/0000-0003-3978-5346http://lattes.cnpq.br/9304493875700070Orssatto, Fábiohttps://orcid.org/0000-0001-8188-9136http://lattes.cnpq.br/3050571547386576Piaia, Andreia Aparecida2022-06-22T13:07:44Z2022-06-22T13:07:44Z2021-09-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPIAIA, Andreia Aparecida. Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28878porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2022-06-23T06:05:45Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/28878Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2022-06-23T06:05:45Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais
Removal of iron and manganese from groundwater by commercial ion exchange resins
title Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais
spellingShingle Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais
Piaia, Andreia Aparecida
Água - Purificação
Poços artesianos
Adsorção
Metais
Water - Purification
Artesian wells
Adsorption
Metals
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Engenharia/Tecnologia/Gestão
title_short Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais
title_full Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais
title_fullStr Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais
title_full_unstemmed Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais
title_sort Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais
author Piaia, Andreia Aparecida
author_facet Piaia, Andreia Aparecida
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Baraldi, Ilton José
https://orcid.org/0000-0001-5606-0027
http://lattes.cnpq.br/1989626876274601
Baraldi, Ilton José
https://orcid.org/0000-0001-5606-0027
http://lattes.cnpq.br/1989626876274601
Silva, Edson Antonio da
https://orcid.org/0000-0003-3978-5346
http://lattes.cnpq.br/9304493875700070
Orssatto, Fábio
https://orcid.org/0000-0001-8188-9136
http://lattes.cnpq.br/3050571547386576
dc.contributor.author.fl_str_mv Piaia, Andreia Aparecida
dc.subject.por.fl_str_mv Água - Purificação
Poços artesianos
Adsorção
Metais
Water - Purification
Artesian wells
Adsorption
Metals
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Engenharia/Tecnologia/Gestão
topic Água - Purificação
Poços artesianos
Adsorção
Metais
Water - Purification
Artesian wells
Adsorption
Metals
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Engenharia/Tecnologia/Gestão
description Underground water resources have become an alternative for water supply for consumption, however, the problem is mainly associated with the presence of iron (Fe) and Manganese (Mn) in wells with exploration potential, thus requiring more attention to technologies directions in removing these metals from the water. Among the treatment technologies, the adsorption process has great prominence in the removal of metallic contaminants even in low concentrations. The objective of this work is the use of commercially available adsorbent materials such as activated carbon and ion exchange resins for the treatment of groundwater contaminated with Iron and Manganese in order to meet the maximum specification regulations of 0.1 mg/L for Mn and of 0.3 mg/L for Fe. The resins used in this research were Dowex Marathon C; SSTC60; Lewatit TP 207 and activated charcoal from bones. The methodology used was to carry out batch adsorption experiments, obtaining equilibrium data for the construction of isotherms, carrying out tests in a continuous system to elaborate the adsorption kinetics for each metal and adsorbent material, evaluating the regenerating potential of each resin, in addition to verifying the adsorption of Na, K, Ca and Mg metals present in the sample during the treatment. After obtaining the data, it was possible to design a system with columns connected in series for the continuous treatment of groundwater. After analyzing the results, it was found that the adsorbent Dowex MarathonTM C obtained the best performance in the adsorption of Fe2+ in groundwater, producing water that meets potability standards and can be regenerated with both HCl and NaCl. The Mn2+ ion can be removed with Dowex MarathonTM C and SSTC60 resins with results superior to Iron at the same concentration, the resins were efficiently regenerated with the NaCl solution. It was also verified that the cations Na, K, Ca and Mg were also removed from the water and there were no significant changes in relation to the pH of the water, which remained within the value allowed by legislation.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-09-08
2022-06-22T13:07:44Z
2022-06-22T13:07:44Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv PIAIA, Andreia Aparecida. Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2021.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28878
identifier_str_mv PIAIA, Andreia Aparecida. Remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas por resinas de troca iônica comerciais. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2021.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28878
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Medianeira
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Medianeira
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498365905698816