Aplicação de processos com membranas na remoção de piretróides de efluentes industriais

O tratamento de efluentes industriais tem sido objeto de estudos no sentido da busca de soluções que minimizem impactos ambientais e promovam a conservação do bem natural que é a água. Nesta linha de pensamento, o presente trabalho propôs-se avaliar a viabilidade de recuperação de efluentes industriais contaminados com pesticidas do tipo piretróides em específico: a deltametrina e beta-ciflutrina. A justificativa na escolha deste tipo de componente está fundamentada na alta demanda alimentícia por parte da população mundial e o consequente acréscimo no uso dos agrotóxicos a fim de garantir a eficiência e o elevado volume de produção de alimentos. O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção da deltametrina e da beta-ciflutrina de efluentes sintéticos aquosos por meio dos processos de osmose inversa e nanofiltração, com a utilização de membranas de poliamida. O presente estudo se justifica pelo atendimento aos padrões ambientais de concentração de piretróides no meio ambiente e reafirma o uso do sistema com membranas no tratamento de efluentes e remoção destes contaminantes. Para caracterização das membranas, foi realizado o teste de permeabilidade hidráulica, constatando diferentes linearidades de fluxo entre os dois processos, com a variação de pressão de trabalho. O desempenho dos processos foi verificado pela variação de parâmetros de meio reacional, variando a concentração dos piretróides em solução, analisando os princípios ativos isolados e também em mistura de ambos piretróides. Primeiramente se estudou a remoção da deltametrina e da beta-ciflutrina isoladamente em solução, nas concentrações de 5, 25, 50 e 100 mg L-1, sob a pressão de 5 bar. Posteriormente, avaliou-se o desempenho das membranas na remoção dos piretróides em mistura nas soluções sintéticas, com ambos os princípios ativos na concentração de 50 mg L-1, na pressão de 5 bar. Foi estudada a remoção da deltametrina e da beta-ciflutrina nos dois processos: osmose inversa e nanofiltração. Os resultados foram tratados estatisticamente por análise de variância (ANOVA) e pela análise por comparação de amostras independentes a fim de verificar a significância dos valores obtidos e a influência da variação dos parâmetros analisados. Para a faixa de concentração estudada (5, 25, 50 e 100 mg L-1) os valores encontrados de concentração de permeado foram todos consideravelmente baixos. O maior valor encontrado foi de 0,026 mg L-1 no ensaio de nanofiltração com concentração inicial de 5 mg L-1 de beta-ciflutrina em água. Os resultados apresentaram excelentes rejeições em todos os testes, seja com princípio ativo isolado ou em mistura, com rejeições maiores que 99,5% para ambos os piretróides nas concentrações testadas, sob a pressão de 5 bar. O processo de nanofiltração apresentou maiores e melhores fluxos de permeado do que a osmose inversa. Contudo, no que diz respeito à eficácia da separação, ambos processos indicaram ótimo desempenho na remoção dos piretróides, viabilizando assim, a escolha destes métodos para tratamento de efluentes contaminados com este pesticida

Avaliação do tratamento de efluentes sintéticos com glifosato por osmose inversa

O presente trabalho avaliou a capacidade do sistema de osmose inversa de bancada na remoção de glifosato, em soluções de efluente aquoso sintético, empregando membrana de poliamida. Os parâmetros empregados para esta avaliação foram a pressão, o fluxo de alimentação, o tempo de operação, o pH e a concentração de glifosato na solução de alimentação em que os mesmos foram variados de modo a se ter um comparativo entre diferentes níveis. O sistema de osmose inversa teve em todos os experimentos uma boa resposta quanto a rejeição de glifosato em que a mesma variou entre 74,2% a 98,6 %, sendo a máxima atingida em condições de pressão em 30 bar, fluxo de alimentação 1 L.min-1 e pH 11 da solução de alimentação. A resposta do sistema foi avaliada quanto ao fluxo de permeado, de rejeição percentual e concentração de glifosato no permeado. O efeito da variação de concentração sobre a rejeição de glifosato foi pouco efetiva, mas apresentou grande influência quanto à variação de concentração deste no permeado. Ainda foi avaliada a remoção do ácido aminometilfosfônico (AMPA), pelo sistema de osmose inversa, obtendo-se uma boa resposta quanto à rejeição atingindo valores em torno de 95%. Uma solução combinada de AMPA e glifosato foi preparada e processada no sistema de osmose inversa, obtendo-se resposta similar quanto à concentração de permeado e rejeição para ambos os compostos. A quantificação de AMPA e glifosato se deu por cromatografia de íons, onde esta técnica se mostrou robusta e simples para quantificar ambos os compostos em meio aquoso, em baixas concentrações

Emprego dos processos de eletrofloculação e osmose inversa no tratamento de águas oleosas

A descarga desenfreada de águas residuais no meio ambiente, ao longo dos últimos anos, vem acelerando o processo de contaminação e degradação dos corpos hídricos no mundo. Tais rejeitos apresentam elevada carga de contaminantes e de concentração de matéria orgânica o que leva a mortandade das espécies pela concorrência ao oxigênio e, em casos extremos, a aceleração dos processos de eutrofização. Pensando nisso, o presente trabalho estudou um sistema híbrido, em batelada, de tratamento de águas oleosas simuladas em laboratório pela adição de um determinado óleo lubrificante em uma solução aquosa de agentes emulsificantes e eletrólito suporte. O sistema de tratamento foi composto de duas etapas, onde na primeira avaliou-se o uso da técnica da eletrofloculação, responsável por quebrar a estabilidade das emulsões óleo/água e de uma segunda que avaliou o uso de processos de separação com membranas visando à remoção do metal adicionado ao efluente na etapa anterior. O sistema de eletrofloculação foi avaliado em relação ao uso de eletrodos de alumínio e ferro com correntes elétricas de 1A, 2A e 3A, nos modos contínuo e alternado. Os resultados apontaram um maior consumo evidente de massa de eletrodos quando do uso da corrente contínua, 4,0337g 0,0132 para o alumínio e 3,8260g 0,0181 para o ferro ao passo que o consumo foi de 2,1400g 0,0099 para o alumínio e 2,4121g 0,0127 para o ferro quando do o uso da corrente alternada. Foram alcançadas remoções máximas de 98 % 0 da DQO, 99,77 % 0,27 de remoção da cor e 100 % 0 de remoção da turbidez para o uso de corrente alternada e eletrodos de alumínio enquanto se alcançaram remoções máximas 96 % 1 da DQO, 99,46 % 0,82 de remoção da cor e também 100 % 0 de remoção da turbidez no uso de eletrodos de ferro. Na segunda etapa do estudo, a osmose inversa, o sistema utilizado atingiu rejeições de 99,53 % 0,12; 99,56 % 0,13 e de 98,87 % 0,36, para pressões respectivas de 10, 20 e 30 bar. Além disso, foram obtidos fluxos crescentes de permeado 10,87 L/h.m2 0,25; 15,67 L/h.m2 0,53; 18,49 L/h.m2 0,74 com o também aumento da pressão. Ao final do estudo alcançou-se um efluente final com baixa carga orgânica e de metais, estando o mesmo apto ao lançamento nos corpos receptores. Entretanto, mecanismos de controle, sobretudo de pH devem ser incluídos no projeto desses sistemas uma vez que esse parâmetro sofre alterações ao longo do processo

Structural and optical properties of a-plane ZnO thin films synthesized on γ-LiAlO2 (302) substrates by low pressure metal-organic chemical vapor deposition

Nonpolar a-plane (1120) ZnO thin films have been fabricated on gamma-LiAlO2 (302) substrates via the low-pressure metal-organic chemical vapor deposition. An obvious intensity variation of the E-2 mode in the Raman spectra indicates that there exhibits in-plane optical anisotropy in the a-plane ZnO thin films. Highly-oriented uniform grains of rectangular shape can be seen from the atomic force microscopy images, which mean that the lateral growth rate of the thin films is also anisotropic. It is demonstrated experimentally that a buffer layer deposited at a low temperature (200 degrees C) can improve the structural and optical properties of the epilayer to a large extent. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Characterization of m-plane ZnO thin film on gamma-LiAlO2 (100) substrate by metal-organic chemical vapor deposition

Non-polar (1 (1) over bar 00)m-plane ZnO thin film has been prepared on gamma-LiAlO2 (100)substrate via the low pressure metal organic chemical vapor deposition. Obvious intensity variation of the E-2 mode in the polarized Raman spectra and the absorption edge shift in the polarized optical transmission spectra indicate that the m-plane film exhibits optical anisotropy, which have applications in certain optical devices, such as the UV modulator and polarization-dependent beam switch. From the atomic force microscopy images, highly-oriented uniform-sized grains of rectangular shape were observed. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

A chemically inert Rashba split interface electronic structure of C-60, FeOEP and PTCDA on BiAg2/Ag(111) substrates

The fields of organic electronics and spintronics have the potential to revolutionize the electronics industry. Finding the right materials that can retain their electrical and spin properties when combined is a technological and fundamental challenge. We carry out the study of three archetypal organic molecules in intimate contact with the BiAg2 surface alloy. We show that the BiAg2 alloy is an especially suited substrate due to its inertness as support for molecular films, exhibiting an almost complete absence of substrate-molecular interactions. This is inferred from the persistence of a completely unaltered giant spin-orbit split surface state of the BiAg2 substrate, and from the absence of significant metallic screening of charged molecular levels in the organic layer. Spin-orbit split states in BiAg2 turn out to be far more robust to organic overlayers than previously thought.

Influence of oxygen partial pressure on the structure and photoluminescence of direct current reactive magnetron sputtering ZnO thin films

The effects of oxygen partial pressure on the structure and photoluminescence (PL) of ZnO films were studied. The films were prepared by direct current (DC) reactive magnetron sputtering with various oxygen concentrations at room temperature. With increasing oxygen ratio, the structure of films changes from zinc and zinc oxide phases, single-phase ZnO, to the (002) orientation, and the mechanical stresses exhibit from tensile stress to compressive stress. Films deposited at higher oxygen pressure show weaker emission intensities, which may result from the decrease of the oxygen vacancies and zinc interstitials in the film. This indicates that the emission in ZnO film originates from the oxygen vacancy and zinc interstitial-related defects. From optical transmittance spectra of ZnO films, the plasma edge shifts towards the shorter wavelength with the improvement of film stoichiometry. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

The effects of oxygen partial pressure on the optical absorption edge and the UV emission energy of ZnO films

The optical absorption edge and ultraviolet (UV) emission energy of ZnO films deposited by direct current (DC) reactive magnetron sputtering at room temperature have been investigated. With the oxygen ratio increasing, the structure of films changes from zinc and zinc oxide coexisting phase to single-phase ZnO and finally to the highly (002) orientation. Both the grain size and the stress of ZnO film vary with the oxygen partial pressure. Upon increasing the oxygen partial pressure in the growing ambient, the visible emission in the room-temperature photoluminescence spectra was suppressed without sacrificing the band-edge emission intensity in the ultraviolet region. The peaks of photoluminescence spectra were located at 3.06---3.15 eV. From optical transmittance spectra of ZnO films, the optical band gap edge was observed to shift towards shorter wavelength with the increase of oxygen partial pressure.

Effects of oxygen partial pressure on packing density and laser damage threshold of TiO2 thin films

TiO2 films are deposited by electron beam evaporation as a function of oxygen partial pressure. The packing density, refractive index, and extinction coefficient all decrease with the increase of pressure, which also induces the change of the film's microstructure, such as the increase of voids and H2O concentration in the film. The laser-induced damage threshold (LIDT) of the film increases monotonically with the rise of pressure in this experiment. The porous structure and low nonstoichiometric defects absorption contribute to the film's high LIDT. The films prepared at the lowest and the highest pressure show nonstoichiometric and surface-defects-induced damage features, respectively.(C) 2007 American Institute of Physics.

Influences of oxygen partial pressure on structure and related properties of ZrO2 thin films prepared by electron beam evaporation deposition

ZrO2 thin films were prepared by electron beam evaporation at different oxygen partial pressures. The influences of oxygen partial pressure on structure and related properties of ZrO2 thin films were studied. Transmittance, thermal absorption, structure and residual stress of ZrO2 thin films were measured by spectrophotometer, surface thermal lensing technique (STL), X-ray diffraction and optical interferometer, respectively. The results showed that the structure and related properties varied progressively with the increase of oxygen partial pressure. The refractive indices and the packing densities of the thin films decreased when the oxygen partial pressure increased. The tetragonal phase fraction in the thin films decreased gradually as oxygen partial pressure increased. The residual stress of film deposited at base pressure was high compressive stress, the value decreased with the increase of oxygen partial pressure, and the residual stress became tensile with the further increase of oxygen pressure, which was corresponding to the evolution of packing densities and variation of interplanar distances. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Working pressure dependence of properties of Al2O3 thin films prepared by electron beam evaporation

The effects of working pressure on properties of Al2O3 thin films are investigated. Transmittance of the Al2O3 thin film is measured by a Lambda 900 spectrometer. Laser-induced damage threshold (LIDT) is measured by a Nd:YAG laser at 355nm with a pulse width of 7ns. Microdefects were observed under a Nomarski microscope. The samples are characterized by optical properties and defect, as well as LIDT under the 355 nm Nd: YAG laser radiation. It is found that the working pressure has fundamental effect on the LIDT. It is the absorption rather than the microdefect that plays an important role on the LID T of Al2O3 thin film.