Navegando por Palavras-chave "Foto-fenton"

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    Acesso aberto (Open Access)
    Aplicação da técnica de redes neurais artificias na modelagem de processos oxidativos avançados
    (Universidade Federal de São Paulo, 2022-12-14) Silva, Evelin Karolina Gomes [UNIFESP]; Araújo, Fauzer Henrique Lopes de [UNIFESP]; Moraes, José Ermírio Ferreira de [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4692364565124711
    Uma grande quantidade de produtos farmacêuticos é consumida pela sociedade devido a sua eficiência no tratamento e prevenção de doenças. Porém, uma parcela dos fármacos consumidos não é metabolizada pelos seres vivos, sendo excretada nas redes de esgoto e no meio ambiente. Além disso, no caso particular dos antibióticos, como a amoxicilina, a sua presença no meio ambiente pode promover o desenvolvimento de bactérias multirresistentes. Nesse contexto, observa-se a necessidade do estudo de novos processos adequados para a degradação dessas substâncias, como é o caso dos processos oxidativos avançados (POA). Dentre os POA, pode-se destacar o processo foto-Fenton, que envolve o uso de sais ferrosos e do peróxido de hidrogênio na presença de uma fonte de radiação ultravioleta-visível (UV-Vis), promovendo a geração de radicais livres, especialmente os radicais hidroxila, que são os responsáveis pela degradação dos poluentes alvo. Dessa forma, a modelagem fenomenológica dos POA pode ser bastante complexa, pois requer as informações das cinéticas das várias reações químicas envolvidas e, além disso, o conhecimento do modelo do campo de radiação aplicado. Nesse contexto, o uso de técnicas empíricas, como as redes neurais artificiais (RNA) se apresenta como uma interessante alternativa. As RNA são capazes de buscar um padrão entre dados de saída e de entrada. Este trabalho procurou otimizar uma RNA capaz de modelar o processo foto-Fenton aplicado ao processo de degradação da amoxicilina, utilizando-se a extensão Deep Learning Toolbox disponível no software Matlab. A modelagem ocorreu a partir da otimização dos parâmetros da rede, como: a escolha entre os algoritmos de treinamento Regularização Bayesiana e Levenberg-Marquardt e o número de neurônios na camada oculta. A RNA otimizada possui 4 neurônios na camada oculta e foi criada utilizando o algoritmo Regularização Bayesiana com o auxílio de modelos empíricos polinomiais para a geração de um maior número de dados. A rede apresentou um bom grau de generalização e sem problemas de sobreajuste, com R² igual a 0,99836. Com o uso do modelo, verificou-se que o sistema apresentou maior sensibilidade à [Fe2+] em comparação à taxa molar de alimentação de peróxido de hidrogênio para o domínio experimental adotado.
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    Acesso aberto (Open Access)
    Degradação da amoxicilina em efluentes simulados da indústria farmacêutica via processos oxidativos avançados
    (Universidade Federal de São Paulo, 2016-01-29) Carvalho, Joyce Ferreira de [UNIFESP]; Moraes, José Ermírio Ferreira de [UNIFESP]; Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
    Among the emerging pollutants, drugs, particularly antibiotics, have attracted great attention. This is due to the high consumption in human and veterinary medicine, the potential of causing toxicity to living organisms and bacterial resistance development, including pathogenic, affecting human health. The main antibiotics dispersion route for the environment is through the aqueous environment, caused by the inefficiency of conventional processes, given to the wastewater from the consumer and producer chain. This work aims to study the advanced oxidation processes such as photolysis, photolysis of hydrogen peroxide, Fenton and photo-Fenton, for the treatment of pharmaceutical industrial wastewater containing amoxicillin. For this, it was used a synthetic wastewater containing amoxycillin (100 mgC L-1). Experiments were performed in a photochemical reactor of bench scale, with annular geometry. Assays were performed the same experimental conditions for comparison and selection of process with improved yield, which was then subjected to the optimization process. The photo-Fenton process had the highest removal rates of organic carbon, mineralizing 58% of the initial organic load in just 30 minutes. The photolysis process of hydrogen peroxide showed the highest percentage of mineralization (97%) of the total reaction time (180 minutes). The photo-Fenton process was optimized by studying the following variables: initial concentration of ferrous ions, molar addition rate of hydrogen peroxide and the interaction of these variables in function of initial degradation rates and organic carbon removal percentage 5, 10, 15 and 30 minutes. Exploratory studies have shown that the variation in initial concentration of ferrous ions (0.03 to 1.00 mmol L-1) did not affect the performance of the photo-Fenton process, it is possible to work with concentrations below the limit established by CONAMA Resolution No. 430 / 2011, eliminating the residual iron removal step. The optimization occurred by Doehlert planning, through which it was possible to evaluate the variables and model the photo-Fenton process based on the responses, with the use of statistical tools. Based on the analysis of variance and response surface methodology, it obtained the rate of addition of hydrogen peroxide as the most influential variable on the initial percentage of organic carbon removal of the photo-Fenton process, and the optimum value of 0.709 mmol L-1 for the initial iron concentrations. The photo-Fenton process was effective in amoxicillin degradation in aqueous solution.
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    Acesso aberto (Open Access)
    Modelagem do tratamento de efluentes fenólicos sintéticos via processos foto-Fenton aplicando a técnica das redes neurais artificiais
    (Universidade Federal de São Paulo, 2022-07-27) Teixeira, Flora Morena de Conceição [UNIFESP]; Moraes, José Ermírio Ferreira de [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4692364565124711; http://lattes.cnpq.br/8025783566353845
    Nos últimos anos, tem-se observado um interesse crescente no desenvolvimento de trabalhos relacionados à modernização dos processos de manufatura através da aplicação de novos conhecimentos nos campos da automação, controle e tecnologia da informação. Nesse contexto, uma das principais ferramentas tem sido as redes neurais artificiais (RNA), consistindo em uma importante técnica empírica de modelagem, que é inspirada no funcionamento dos neurônios do cérebro humano, com potencial significativo de uso para predição de variáveis críticas de processos industriais. Adicionalmente, observa-se também a preocupação cada vez maior de indústrias e órgãos governamentais no impacto dos processos produtivos no meio ambiente. Por consequência, processos de tratamento de efluentes mais eficazes e limpos tem sido cada vez mais estudados. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta, como objetivo principal, o desenvolvimento de um modelo, via técnica das redes neurais artificiais, capaz de representar, de forma satisfatória, o processo de tratamento de um efluente sintético fenólico, aplicando-se o sistema foto-Fenton. Para esta modelagem, foi utilizada a linguagem R, com o uso do software RStudio, operando-se com apenas uma camada oculta. Neste trabalho foram avaliadas as seguintes variáveis de entrada: tempo de reação, área irradiada, potência das lâmpadas UV, concentração de peróxido de hidrogênio e a concentração de íons ferrosos (Fe2+). Já, como variável de saída, adotou-se o teor de carbono orgânico total (COT). Com o desenvolvimento do trabalho, foram obtidos 3 modelos, a partir de três conjuntos de dados experimentais fornecidos, sendo analisado, para cada modelo, o número ótimo de neurônios da camada oculta. Como resultado, verificou-se uma significativa capacidade de predição da variável de saída COT e capacidade generalização principalmente para o 2° modelo, obtendo-se valores de R2 iguais a 0,985 e 0,957, entre os valores preditos e experimentais, considerando os conjuntos de dados de treinamento e de teste da rede neural, respectivamente. Desta forma, foi possível verificar a eficácia da utilização da RNA para a obtenção de um modelo matemático eficiente para representar processos foto-oxidativos que, frequentemente, apresentam um comportamento complexo, envolvendo mecanismos de reações químicas via radicais livres, podendo assim, de forma rápida e contínua, inferir a qualidade do efluente na saída do seu processo de tratamento.
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    Acesso aberto (Open Access)
    Processos oxidativos avançados aplicados no tratamento de águas de lavagem da indústria farmacêutica
    (Universidade Federal de São Paulo, 2016-07-26) Miele, Rafael Goncalves [UNIFESP]; Moraes, José Ermirio Ferreira de [UNIFESP]; Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
    The pharmaceutical residues are an emergent class of environmental contaminants extensively used in human and veterinary medicine. The main waste entry route into the environment is the dumping of domestic sewage, treated or not, in watercourses. In the last years, it has seen a significant development of pharmaceutical sector activities, resulting in the generation of an increasing volume of industrial effluents containing biologically active organic compounds. Thus, for treatment of such waste, the application of conventional biological process may be inadequate because some of these compounds are recalcitrant or toxic to microorganisms, requiring the development of new methods. In 2013, the European Union (EU) by Directive 2013/39/EU looked to the need for the development of innovative wastewater treatment processes and economically feasible and, in 2015, led to the inclusion of diclofenac on a watch list of substances to be monitored by all the member countries. The advanced oxidation process (AOP) may be applied as an alternative or complement to conventional wastewater treatment process, once consisting of chemical free radical generators systems, in particular hydroxyl radicals, which are formed by different chemical and photochemical mechanisms, being highly reactive, little selective, may act in the chemical oxidation of highly toxic organic pollutants. This study aimed to evaluate the degradation of higher consumption of drugs, potassium diclofenac (DCF), in aqueous medium, by simulating an effluent generated by the pharmaceutical industry ( 3,0 L volume and initial concentration of DCF equal to 100 mg C L-1), using an annular reactor, equipped with a medium pressure mercury vapor UV lamp (Hanovia 679A36, 450 W), applying some AOP?s such as photolysis (UV), photolysis of hydrogen peroxide (H2O2/UV), Fenton (Fe2+/H2O2) and photo-Fenton (Fe2+/H2O2/UV). The variables of the respective process, such as concentration of Fe2+ (0,03 to 1 mmol L-1), molar rate of addition of H2O2 (0,63 to 1,64 mmol min-1) and pH (2,5 to 7,5) were studied and compared, allowing determine the most efficient system in the treatment of simulated wastewater and optimize its variables by performing an experimental planning Doehlert. Most of literature studies investigated the degradation of DCF under pH control and thus avoiding their precipitation. The results of this study indicate that the application of photo-Fenton AOP degradation to DCF, without pH control, under certain experimental conditions, a mineralization (organic carbon converted to CO2 and H2O) in amounted to 90 %.