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Tipo do documento: Dissertação
Título: Modelagem via redes neurais artificiais do processo de tratamento de efluentes têxteis, utilizando processos oxidativos avançados
Autor: Sousa, Lucas dos Santos
Primeiro orientador: Vieira, Fernando Fernandes
Primeiro membro da banca: Cavalcante, Geralda Gilvânia
Segundo membro da banca: Barbosa, Enivaldo Santos
Resumo: Os processos oxidativos avançados apresentam-se como excelentes alternativas ao tratamento de efluentes, a exemplo de efluentes industriais, principalmente devido a sua capacidade de formação de um composto transitório com elevado potencial de oxidação, o radical hidroxila. Para a otimização do tratamento, é comum a modelagem via Redes Neurais Artificiais (RNA), as quais consistem em sistemas computacionais que possuem elevada capacidade de armazenamento e processamento de informações para posterior reprodução. Destarte, o objetivo do presente trabalho foi comparar a degradação do corante azul de metileno de um efluente têxtil sintético (ETS) por meio da fotólise do peróxido de hidrogênio com radiação ultravioleta (H2O2/UV) e foto-Fenton (H2O2/UV/Fe^2+) , em escala de bancada. Ademais, buscou-se realizar a modelagem dos dados obtidos por meio de RNA, utilizando um algoritmo do tipo backpropagation. Para tanto, foi utilizado um planejamento experimental fatorial 2^4 , nos quais foram avaliados a influência da concentração de corante, concentração de peróxido (para o processo H2O2/UV) e razão da concentração de peróxido e ferro (para o processo foto-Fenton), pH do ETS e tempo de incidência de radiação UV, na eficiência de remoção do azul de metileno. Para a modelagem posterior dos dados, utilizou-se o software MATLAB®. Observou-se que o processo foto-Fenton é bastante eficiente para a descoloração do ETS quando comparado ao processo H2O2/UV, eficiência essa que atingiu mais 98% em 5 minutos de incidência de radiação UV. Foi verificado que todos os quatro fatores foram estatisticamente significativos no tratamento para ambos os processos e que a cinética de degradação do corante na melhor condição do planejamento experimental foi de 1,25 e 1,56, para os processos H2O2/UV e foto-Fenton, respectivamente. Quanto à modelagem dos dados via RNA, foi possível observar que os modelos para ambos os processos se ajustaram satisfatoriamente aos dados experimentais, conseguindo atingir um coeficiente de determinação acima de 0,96 para uma rede com apenas 5 neurônios na camada oculta única.
Abstract: Advanced oxidative processes are excellent alternatives to the treatment of effluents, such as industrial effluents, mainly due to their capacity to form a transient compound with a high oxidation potential, the hydroxyl radical. For the optimization of the treatment, it is common to model via Artificial Neural Networks (ANN), which consist of computer systems that have a high capacity for storing and processing information for later reproduction. Thus, the objective of the present work was to compare the degradation of methylene blue dye from a synthetic textile effluent (ETS) through the photolysis of hydrogen peroxide with ultraviolet radiation (H2O2 / UV) and photo-Fenton (H2O2 / UV / Fe^2+ ), on a bench scale. In addition, it was sought to perform the modeling of the data obtained by means of RNA, using a backpropagation algorithm. For this purpose, a factorial 2^4 experimental design was used, in which the influence of the dye concentration, peroxide concentration (for the H2O2 / UV process) and peroxide and iron concentration ratio (for the photo-Fenton process) were evaluated, pH of the ETS and time of incidence of UV radiation, in the efficiency of removal of methylene blue. For the subsequent modeling of the data, the MATLAB® software was used. It was observed that the photo-Fenton process is quite efficient for the discoloration of the ETS when compared to the H2O2 / UV process, which reached an additional 98% in 5 minutes of UV radiation. It was found that all four factors were statistically significant in the treatment for both processes and that the dye degradation kinetics in the best condition of the experimental design was 1.25 and 1.56, for the H2O2 / UV and photo-Fenton processes , respectively. As for the data modeling via RNA, it was possible to observe that the models for both processes adjusted satisfactorily to the experimental data, reaching a determination coefficient above 0.96 for a network with only 5 neurons in the single hidden layer.
Palavras-chave: Efluentes têxteis
Modelagem
Redes Neurais Artificiais
Processos Oxidativos Avançados
Modeling
Artificial neural networks
Advanced Oxidative Processes
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA
Citação: SOUSA, Lucas dos Santos. Modelagem via redes neurais artificiais do processo de tratamento de efluentes têxteis, utilizando processos oxidativos avançados. 2021. 88f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4200
Data de defesa: 23-Fev-2021
Aparece nas coleções:PPGCTA - Dissertações

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