Degradação Térmica da Casca de Arroz e Utilização do Carvão Obtido no Processo para Polimento de Águas Cinzas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Rodrigues, Camila Ribeiro
• Orientador(a): Pedroza, Marcelo Mendes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Tocantins; Palmas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental - PPGEA
• País: BR
• Palavras-chave em Português: Pirólise; reator de leito fixo; casca de arroz; planejamento experimental; carvão ativado; águas cinzas
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11612/1449

O objetivo deste trabalho foi obter pelo processo termoquímico de pirólise da casca de arroz produzido no estado do Tocantins, carvão ativado visando a adsorção de poluentes presentes em águas cinzas. A biomassa foi caracterizada por análise imediata e instrumental (Análise Elementar, Lignina, Celulose e Hemicelulose, Microscopia Eletrônica de Varredura – MEV, Espectroscopia no Infravermelho e Análise Termogravimétrica). A planta pirolítica em escala de laboratório foi constituída de um reator de leito fixo de aço inox aquecido por forno bipartido reclinável sendo empregado vapor de água aquecido como gás de arraste. Nos processos da pirólise termoquímica, foram estudados os seguintes parâmetros: temperatura de reação (360 a 640 ºC) e taxa de aquecimento (23 a 37 ºC/min). O carvão obtido foi caracterizado por meio de Análise Imediata, pH, Análise Termogravimétrica e Microscopia Eletrônica de Varredura – MEV. Já o bio-óleo gerado no processo foi caracterizado por meio de analise de Densidade, pH e Cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa – CG-MS. O rendimento máximo do carvão foi da ordem de 68,99% obtido nas condições de temperatura de 360 ºC e taxa de aquecimento de 30 ºC/min. O carvão obtido apresentou baixo teor de umidade (4,35 %), alto teor de voláteis (51,17 %) e alto teor de cinzas (37,63 %), com estrutura heterogênea, revelando em suas micrografias cavidades e aberturas de formatos irregulares, indicando a utilização do material como adsorvente. O bio-óleo possui pH ácido e densidade que varia de 0,915 a 1,53 g/mL. Diversos compostos químicos foram encontrados no líquido pirolítico (hidrocarbonetos alifáticos, hidrocarbonetos aromáticos, alifáticos contendo oxigênio, aromáticos contendo oxigênio, compostos nitrogenados, hidrocarbonetos policíclicos, enxofre e compostos de boro), relacionados as características da biomassa. O carvão dessa pesquisa se mostrou eficiente para a remoção de azul de metileno em concentrações de 2 mg/L e vazão de 5 mL/min, originando uma curva de ruptura estendida. Durante os testes de floculação o sulfato de alumínio foi o coagulante mais eficiente na remoção de turbidez de águas cinzas. O polimento de águas cinzas utilizando o carvão obtido do processo termoquímico de pirólise da casca de arroz, se mostrou eficiente por remover sólidos sedimentáveis, sólidos voláteis, turbidez, coliformes totais, DQO e alcalinidade em percentuais acima de 90 % e outros parâmetros (ortofosfato solúvel, sólidos totais, cloro residual e amônia) acima de 50 %.