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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31079| Título: | Tratamento de efluentes contendo ibuprofeno utilizando membranas funcionalizadas |
| Título(s) alternativo(s): | Treatment of wastewater containing ibuprofen using functionalized membranes |
| Autor(es): | Spaciari, Ana Carolina |
| Orientador(es): | Gomes, Maria Carolina Sergi |
| Palavras-chave: | Agentes antiinflamatórios não esteróides Filtração por membranas Água potável - Contaminação Nonsteroidal anti-inflamatory agents Membrane separation Drinking water - Contamination |
| Data do documento: | 19-Dez-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | SPACIARI, Ana Carolina. Tratamento de efluentes contendo ibuprofeno utilizando membranas funcionalizadas. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2022. |
| Resumo: | Com o crescente desenvolvimento e aumento da população, elevou-se o índice de contaminação das matrizes de águas potáveis com contaminantes emergentes contendo fármacos, como é o caso do ibuprofeno. Estes poluentes emergentes vêm gerando preocupações relacionadas à saúde pública, fauna e flora, já que são cumulativos e altamente tóxicos. Com o intuito de desenvolver um método alternativo e eficiente na remoção de fármacos, o presente trabalho propõe o estudo e desenvolvimento de membranas poliméricas funcionalizadas a serem utilizadas em processos de filtração. Inicialmente, foram estudadas as capacidades de adsorção de três diferentes materiais (óxido de grafeno, zeólita Y e MOF HKUST-1), variando os parâmetros pH e temperatura e avaliando a influência sobre a cinética e isotermas. Dentre eles, destaca-se a MOF HKUST-1 que apresentou remoção de ibuprofeno superior a 90% (qmax 95,76±0,11 mg g-1). Na sequência, foram produzidas membranas poliméricas funcionalizadas com este material, pelo método de inversão de fases. As membranas produzidas apresentaram percentuais elevados de retenção do ibuprofeno (>93%), bem como foi possível a recuperação do fluxo permeado após a filtração (>90%). O copolímero PVP conferiu características de maior porosidade às membranas e a MOF HKUST-1 proporcionou uma possível alteração na estrutura polimérica, que também influenciou no fluxo permeado e no aumento da retenção de ibuprofeno. Ao avaliar as diferentes composições, variando a quantidade de PVP e de MOF HKUST-1 na solução polimérica, através das características de fluxo e retenção, foi possível determinar duas membranas com maiores retenções, M6F2 e M7F2. Estas membranas foram avaliadas em diferentes parâmetros de filtração (pressões de 0,50; 1,25 e 2 bar e concentração na alimentação de 10, 30 e 50 ppm), determinando que a membrana com melhores condições de processo foi a M7F2, com uma retenção máxima de 98,79%±0,24 na pressão de 1,25 bar e alimentação de 50ppm. Os resultados sugerem que a membrana funcionalizada PES/PVP/HKUST-1 tem um grande potencial para ser aplicada no tratamento de efluentes contendo ibuprofeno. |
| Abstract: | With the increasing development and population growth, the contamination rate of drinking water matrices with emerging contaminants containing pharmaceuticals, such as ibuprofen, has risen. These emerging pollutants have been generating concerns related to public health, fauna and flora, since they are cumulative and highly toxic. In order to develop an alternative and efficient method to remove drugs, the present work proposes the study and development of functionalized polymeric membranes to be used in filtration processes. Initially, the adsorption capacities of three different materials (graphene oxide, zeolite Y and MOF HKUST-1) were studied, varying the pH and temperature parameters and evaluating the influence on the kinetics and isotherms. Among them, MOF HKUST-1 presented ibuprofen removal higher than 90% (qmax 95,76±0,11 mg g-1). In the sequence, polymeric membranes functionalized with this composite were produced by the phase inversion method. The membranes produced presented high percentages of ibuprofen retention (>93%), and it was also possible to recover the permeate flux after filtration (>90%). The PVP copolymer conferred characteristics of higher porosity to the membranes and the HKUST-1 MOF provided a possible change in the polymeric structure, which also influenced the permeate flux and increased ibuprofen retention. When evaluating the different compositions, varying the amount of PVP and MOF HKUST-1 in the polymeric solution, through the flow and retention characteristics, it was possible to determine two membranes with higher retentions the M6F2 and the M7F2. These were finally evaluated with different filtration parameters (pressures of 0.50, 1.25 and 2 bar and feed concentrations of 10, 30 and 50 ppm), determining that the membrane with the best process conditions was the M7F2, with a maximum retention of 98.79%±0.24 at a pressure of 1.25 bar and feed of 50 ppm. The results suggest that the PES/PVP/HKUST-1 functionalized membrane has a great potential to be applied in the treatment of effluents containing ibuprofen. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31079 |
| Aparece nas coleções: | AP - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
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