Feliciano, ManuelWilken, Adriana Alves PereiraDíaz de Tuesta, Jose LuisLima, Thalles Perdigão2021-01-062021-01-062020http://hdl.handle.net/10198/23038Mestrado de dupla diplomação com o Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG)This work aimed to prepare different adsorbent materials (bioadsorbent, pyrochar, hydrochar, and activated carbon), using olive stone and malt bagasse as feedstock and evaluating its performance and effectiveness in the adsorption of ammonia (NH3), deriving from composting leachate. A lab-scale adsorption system was assembled for the adsorption tests. The performance and effectiveness of the adsorbents on NH3 adsorption were evaluated objectively, by chemical analytical measurement, and subjectively by olfactometric assessment using the human sense of smell. The materials' preparation was studied to assess the biomass loss and the carbon released into the liquid phase during the hydrothermal carbonization process. Besides, resultant adsorbents were characterized to study their surface chemistry, elemental analysis, and textural properties. Saturated adsorbents were regenerated using water and subsequently re-used in the adsorption of NH3 coming from the leachate to assess their adsorption capacities after a sorptiondesorption cycle. The hydrochar derived from olive stone, prepared by hydrothermal carbonization assisted by sulfuric acid (H2SO4), was found as the best adsorbent for NH3 removal produced in this work since it has the lowest height of mass transfer zone (0.315 - 0.520 cm) and the highest NH3 adsorption capacity (9.445 - 11.421 mg g-1). The bioadsorbent prepared only by milling and drying olive stones was also capable of adsorbing NH3, showing a height of mass transfer zone of 0.484 - 0.565 cm, and an adsorption capacity of 0.975 - 1.455 mg g-1; besides the advantage of being environmentally-sound since it requires low energy expenditure, and no chemicals are used in its preparation. The olfactometric evaluations confirmed that the adsorbents mentioned above, prepared by olive stone, can reduce odor annoyance of the gases derived from leachate. Finally, the regeneration process using water delivered adsorbents capable of being used in one NH3 sorption-desorption cycle, with satisfactory performance (>70% of the mean NH3 adsorption capacity of its respective first-generation adsorbents), leading to increasing the materials' resource-use efficiency.Este trabalho teve como objetivo preparar diferentes materiais adsorventes (bioadsorvente, pyrochar, hydrochar e carvão ativado), utilizando caroço de azeitona e bagaço de malte como matéria-prima e avaliar seu desempenho e eficácia na adsorção de amoníaco (NH3), proveniente do lixiviado de compostagem. Um sistema de adsorção em escala de laboratório foi montado para os testes de adsorção. O desempenho e eficácia dos adsorventes na adsorção de NH3 foram avaliados objetivamente, por medição analítica química, e subjetivamente, por avaliação olfatométrica usando o sentido do olfato humano. A preparação dos materiais foi estudada para avaliar a perda de biomassa e o carbono liberado na fase líquida durante o processo de carbonização hidrotermal. Além disso, os adsorventes resultantes foram caracterizados para estudar sua química de superfície, sua análise elementar e suas propriedades texturais. Adsorventes saturados foram regenerados com água e posteriormente reutilizados na adsorção de NH3 proveniente do lixiviado para avaliar sua capacidade de adsorção após um ciclo de sorçãodessorção. O hydrochar derivado de caroço de azeitona, preparado por carbonização hidrotermal assistida por ácido sulfúrico (H2SO4), foi apontado como o melhor adsorvente para remoção de NH3 produzido neste trabalho, por apresentar a menor altura de zona de transferência de massa (0,315 - 0,520 cm) e a maior capacidade de adsorção de NH3 (9,445 - 11,421 mg g-1). O bioadsorvente preparado apenas pela moagem e secagem do caroço da azeitona também foi capaz de adsorver NH3, apresentando uma altura de zona de transferência de massa de 0,484 - 0,565 cm e uma capacidade de adsorção de 0,975 - 1,455 mg g-1; além da vantagem de ser ambientalmente adequado, uma vez que requer baixo gasto de energia e nenhum produto químico é utilizado em sua preparação. As avaliações olfatométricas confirmaram que os adsorventes citados acima, preparados a partir de caroço de azeitona, podem reduzir a incomodidade do odor dos gases derivados do lixiviado. Por fim, o processo de regeneração com água forneceu adsorventes capazes de serem utilizados em um ciclo de sorção-dessorção de NH3, com desempenho satisfatório (> 70% da capacidade média de adsorção de NH3 de seus respectivos adsorventes de primeira geração), levando ao aumento da eficiência de utilização dos materiais.engAdsorptionAgro-industrial wasteBiomassLeachateAmmoniamaster thesis202572803