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Ttulo [PT]: Estudo combinado de eletrocoagulao : flotao seguido de fotocatlise em efluentes de indstria de papel e celulose, e de indstria de frmacos e comsticos
Autor(es): Marcela Boroski
Palavras-chave [PT]:

Eletrocoagulao. Qumica. Efluentes industriais. Descontaminao. Indstria de papel e celulose. Tratamento de efluentes. Indstria farmacutica. Fotocatlise. Dixido de titnio. Flotao. Fotocatlise heterognea. Indstria de frmacos e cosmticos. Efluente.
Palavras-chave [EN]:
Electrocoagulation. Flotation. Heterogeneus photocatalysis. Paper industry. Pharmaceutical industry. Effluent.
rea de concentrao: Qumica
Titulao: Mestre em Qumica
Banca:
Noboru Hioka [Orientador] - UEM
Edivaldo Egea Garcia - UEM
Sonia Regina Giancoli Barreto - UEL
Resumo:
Resumo: O presente trabalho teve como objetivo tratar duas distintas matrizes de efluentes poluidores em guas: (1) a proveniente de indstria de papel e celulose e (2) a de indstria de frmacos e cosmticos. Nesses efluentes foram aplicados dois tratamentos combinados: a eletrocoagulao - flotao (EF) seguida de fotocatlise heterognea. No caso da indstria de papel as amostras foram coletadas aps a etapa de branqueamento das fibras, enquanto que na indstria de frmacos, coletaram-se amostras da ltima lagoa de tratamento biolgico da empresa. Na EF estudaram-se os efeitos de pH inicial e tempo de reao empregando-se eletrodos de ferro (nodo e ctodo), sendo que para o efluente de indstria de papel usaram-se, adicionalmente, eletrodos de alumnio (nodo e ctodo). Nos estudos de fotocatlise heterognea empregou-se o sistema UV/TiO2/H2O2 variando-se pH, concentraes de TiO2 e H2O2, e tempo de reao. Para avaliar o grau de eficincia dos tratamentos, efetuaram-se determinaes analticas das espcies presentes sendo que para a anlise estatstica dos dados utilizou-se o programa Statistica 5.0 (teste Tuckey P<0,05). Aplicando-se a EF/Fe (eletrocoagulao com eletrodos de Fe) por 30 min e pH inicial 6,0 no efluente da indstria de papel, a reduo de turbidez foi maior do que a obtida com eletrodos de Al no mesmo intervalo de tempo; adicionalmente com os eletrodos de Fe a DQO foi reduzida de 50 a 60% em relao ao efluente in natura, e para valores acima de 60% de reduo para ons inorgnicos como sulfatos e espcies nitrogenadas. Para o efluente da indstria de frmacos, aps 90 minutos de reao utilizando EF/Fe, a reduo de DQO foi de 80 a 90% em relao ao efluente in natura, alm de diminuir significativamente a quantidade de espcies nitrogenadas e ons sulfato. Na seqncia, aps o tratamento por EF em ambos os rejeitos industriais, aplicou-se a fotocatlise heterognea. Para o efluente da indstria papeleira utilizou-se 0,25 g L-1 de TiO2, 50 mmol L-1 de H2O2, pH 3,0 obtendo-se, aps 4 h de fotocatlise, reduo de DQO superior a 80% em relao ao in natura. Dados de mineralizao, bem como a reduo de DQO e formao de 26% de ons sulfato indicam que a fotocatlise conduz a uma boa degradao dos contaminantes orgnicos. Para o efluente da indstria farmacutica as condies otimizadas foram 0,25 g L-1 de TiO2, 10 mmol L-1 de H2O2 e pH 3,0. A DQO da amostra, por exemplo, apos 90 minutos de EF foi de 97 mg L-1 e, na seqncia ao submeter essa amostra 5h de fotocatlse, esta foi reduzida a 50 mg L-1. Assim o tratamento combinado proposto mostrou-se bastante eficiente na reduo da carga orgnica e de compostos biorefratrios presentes nos efluentes aquosos das duas indstrias estudadas. Aps os tratamentos realizados nos efluentes da indstria de papel e celulose o ndice de biodegradabilidade aumentou de 0,15 (amostra in natural para 0,48 aps a EF e 0,89 aps 4 h de fotocatlise; testes de bio-toxicidade utilizando Artemia salina reafirmaram a eficincia dos tratamentos reduzindo a mortalidade percentual da populao de micro-crustceos, sendo de: 97 % o valor obtido para o efluente in natura; 33 % aps a EF e 19 % de mortalidade na gua submetida ao tratamento combinado. Neste efluente da indstria de papel estudou-se tambm o efeito da concentrao de cloreto de sdio no tempo de EF, sendo este reduzido de 30 min para 10 min aps a adio de 5 g L-1 do sal. Assim demonstrou-se que a associao dos dois tratamentos, EF seguida por fotocatlise nos dois efluentes investigados, pode vir a ser um excelente mtodo industrial em beneficio do meio ambiente.

Abstract: The aim of the present work is to treat two distinct matrices effluent whose wastewater usually promote natural water pollution: effluent proceeding from an industty of paper and pulp, and from industry of pharmaceutical and cosmetics, through two combined methods, the electrocoagulation - flotation (EF) followed by heterogeneous photo-catalysis. To the paper industry the samples were collected after the fibers bleaching step, while in the pharmaceutical industty, the samples were withdraw from the last lagoon of the biological treatment system. In EF the effect of the initial pH and re-action time were studied using iron electrodes (anode and cathode), represented as EF/Fe, however for the paper industty effluent, additionally aluminum electrodes was employed (anode and cathode), both EF/Fe and EF/Al. In the studies of heterogeneous photo-catalysis the UV/TiO2/H2O2 system was employed vatying pH, reaction time, TiO2 and H2O2 concentrations. To evaluate the treatments efficiency level analytical determinations were performed and for the statistical data analysis the software Statistica 5.0 was used (Tuckey test P<0.05). To the wastewater of paper industry, after 30 min of EF/Fe at initial pH 6.0 the turbidity reduction was greater man that with EF/Al; additionally the COD was reduced to 50 - 60 % (in comparison on in natura sample) and for inorganic compounds like sulphates and nitro-compounds the reduction was higher than 60 %. For the pharmaceutical industry wastewater, afier 90 minutes of reaction employing EF/Fe, the COD reduction was 80 90 % (compared to in natura) and was; observed a high reduction of nitro compounds percentage. In the sequence after the EF treatment, tor both industrial effluents was applied the heterogeneous photo-catalysis process using UV/TiO2. For the effluent from the paper industty was applied 0.25 g L-1 de TiO2, pH 3.0, 50 mmol L-1 of H2O2 and 4 h of irradiation, which resulted in 80 % of COD reduction. The diminution of contaminants levels based on COD values and a formation of 26 % of sulphate suggests that the photo-catalysis is a good method to led organic substanees to mineralization. For the wastewater of pharmaceutical industry, the optimized experimental conditions were 0.25 g L-1 of TiO2, pH= 3.0 and 10 mmol L-1 of H2O2. For example, the COD of the sample after 90 minutes of EC was 97 mg L-1 and in this sample submitted to the combined treatment the COD was reduced to 50 mg L-1. Therefore the combination of these two aqueous effluent treatments demonstrated high efficacy to diminish organic substances and bio-refractive compounds of wastewater from both industries. To the effluent of paper industty the biodegradability index increased from 0.15 (sample in natura) to 0.48 after EF and 0.89 after the combined treatments; bioassays of water toxicity with Artemia salina micro-crustaceous reinforced that the treated effluent became less polluted/toxic, reducing the percentage of crustaceous death, which were: 97 % (value for effluent in natura), 33 % after EF and 19 % after 6 h of photo-catalysis. For effluents of industry of paper it was also investigated the effect of the sodium chloride concentration in the EF process; to reach the same treatment level the time of EF was reduced from 30 min to 10 min after addition of 5 g L-1 of salt. This work shows that the association of these two processes, EF followed by photo-catalysis, is an interesting methodology to treat wastewater effluent from both industries.
Data da defesa: 23/03/2007
Cdigo: vtls000164846
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2007
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Noboru Hioka
Co-Orientador: Prof. Dr. Jorge Nozaki (in memoriam)
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Departamento de Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado em Qumica)/
UEM: Programa de Ps-Graduao em Qumica

Responsavel: inez
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Marcela Boroski - Dissertacao.pdf
Tamanho: 1998 Kb (2046406 bytes)
Criado: 19-04-2011 08:25
Atualizado: 19-04-2011 08:33
Visitas: 1409
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