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Tipo: Dissertação
Título: Efeito de surfactantes sobre o coeficiente volumétrico de transferência de massa de oxigênio da interface gás-líquido
Autor: MATEUS, Marcos Vinícius 
Primeiro orientador: LUZ, Mario Sérgio da
Primeiro co-orientador: GONÇALVES, Julio Cesar de Souza Inácio
Resumo: Neste estudo, os efeitos dos surfactantes iônicos (laurilsulfato de sódio e ácido húmico) na transferência de oxigênio são investigados em um reator cilíndrico e em um tanque prismático com grade oscilante. Pela primeira vez, mostra-se um estudo sistemático em uma ampla faixa de concentração de surfactante, abaixo e acima da concentração micelar crítica (CMC). Em ambos os sistemas a presença de surfactante na água reduz o coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio. No reator cilíndrico (aeração por bolhas), observou-se a redução máxima do coeficiente de transferência de massa volumétrica (KLa) em uma concentração de laurilsulfato de sódio de 0,3 mM, antes da CMC. Os resultados são discutidos com base em interações moleculares entre água, bolhas de ar e moléculas de surfactantes. Para melhor compreender os resultados experimentais, um modelo matemático foi desenvolvido com base no coeficiente estimado de transferência de massa volumétrica. As previsões concordam bem com os resultados experimentais e apontam para uma redução máxima de 41% na KLa, independentemente da vazão de ar injetada no reator cilíndrico. O modelo foi testado com êxito na previsão de dados de KLa reportados na literatura sob a influência de diferentes surfactantes. Para os experimentos no tanque prismático com grade oscilante (aeração superficial) e presença de ácidos húmicos, um comportamento similar foi observado independentemente da velocidade de movimentação da grade. Houve, porém, grande variabilidade experimental dificultando o ajuste do modelo a esse conjunto de dados, o que poderá será compensado com a realização de experimentos em triplicata. Assim, acredita-se que estes resultados podem ser usados para prever futuros resultados experimentais.
Resumo: In this study, the effects of ionic surfactants (sodium dodecyl sulfate and humic acids) in the transfer of oxygen are investigated in a cylindrical reactor and in a prismatic tank with oscillating grid. For the first time, a systematic study is shown in a wide range of surfactant concentration, below and above the critical micelle concentration (CMC). In both systems the presence of surfactant in the water reduces the volumetric coefficient of oxygen transfer. In the cylindrical reactor (bubble aeration), the maximum reduction of the volumetric mass transfer coefficient (KLa) was observed in a 0.3 mM dodecyl sodium sulfate concentration prior to CMC. The results are discussed on the basis of molecular interactions between water molecules, air bubbles and surfactant molecules. To better understand the experimental findings, a mathematical model was developed based on the estimated volumetric mass transfer coefficient. The forecasts agree well with the experimental results and point to a maximum reduction of 41% in KLa, regardless of the air flow rate into the cylindrical reactor. The model was successfully tested in the prediction of KLa data reported in the literature under the influence of different surfactants. For experiments in the prismatic tank with oscillating grid (surface aeration) and presence of humic acids, a similar behavior was observed independently of the grid oscillation frequency. There was, however, high experimental variability making it difficult to adjust the model to this data set, what could be compensated by conducting experiments at triplicate. Thus, it is believed that these results can be used to predict future experimental results.
Palavras-chave: Reaeração.
Surfactante iônico.
Transferência global de oxigênio.
Inteface Arágua.
SDS.
Ácidos húmicos
Reaeration.
Ionic surfactant.
Overall oxygen transfer.
Air-water Interface.
SDS.
Área do CNPQ: Tratamento de Águas de Abastecimento e Residuárias
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal do Triângulo Mineiro
Sigla da instituição: UFTM
Departamento: Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
Citação: MATEUS, Marcos Vinícius. Efeito de surfactantes sobre o coeficiente volumétrico de transferência de massa de oxigênio da interface gás-líquido. 2018. 74f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, 2018.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Data do documento: 28-Aug-2018
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental

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