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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Redução da toxicidade da vinhaça : tratamento combinado coagulação/floculação/fotocatálise
Autor(es): Renata Padilha de Souza
Palavras-chave [PT]:

Vinhaça. Tratamento. Coagulação. Floculação. Fotocatálise. Radiação UV. Brasil.

Vinasse. Coagulation/Flocculation. Photocatalisys. UV radiation. Brazil.

Marcelino Luiz Gimenes [Orientador] - UEM Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado [Co-orientador] - UEM Noboru Hioka - UEM Veronice Slusarki Santana

Resumo: Em função da grande produção de etanol no país, o resíduo gerado, a vinhaça, torna-se um grande problema ambiental. Somente na primeira quinzena do mês de abril de 2010, o Brasil foi responsável pela produção de 756,70 mil toneladas de açúcar e 710,00 milhões de litros de etanol, sendo 92,40 milhões de etanol anidro e 617,60 milhões de hidratado, totalizando cerca de 9,23 bilhões de litros de vinhaça. A disposição final da vinhaça, que se mostrou econômica e eficiente do ponto de vista agrícola, e que, portanto, passou a ser difundida e adotada pela maioria das usinas, foi o uso na fertirrigação dos canaviais. Esta prática ainda não foi adequadamente avaliada, pois em sua composição, além de sais minerais importantes para a produção da cana-deaçúcar, a vinhaça apresenta compostos orgânicos tóxicos, derivados fenólicos principalmente, que são de difícil degradação. Os métodos tradicionais de tratamento não são capazes de eliminar esses compostos ou torná-los menos tóxicos. A vinhaça apresenta pH ácido e elevados valores de DQO (demanda química de oxigênio) e DBO (demanda bioquímica de oxigênio). Pesquisas indicam riscos de alteração da qualidade das águas subterrâneas nas áreas onde a vinhaça é descarregada, tais como salinização do solo, lixiviação de metais em direção ao lençol freático, desequilíbrio de nutrientes e redução da alcalinidade do solo. O seu tratamento antes de ser lançada ao solo é, portanto, necessário. Neste trabalho, concentrou-se a vinhaça por meio da coagulação/floculação, sendo o clarificado tratado por fotocatálise. Também foi analisada a degradação fotocatalítica da vinhaça in natura e diluída. Os testes de coagulação/floculação foram realizados com os coagulantes: tanino vegetal e FeCl3. Os testes fotocatalíticos foram realizados, empregando-se radiação UV, avaliando-se a presença dos catalisadores: TiO2 P25, TiO2 Kronos, ZnO e Fe2O3/TiO2 (em suspensão) e TiO2 Kronos suportado em lâminas de vidro. A influência do tratamento térmico sobre as propriedades dos catalisadores e a eficiência dos coagulantes também foi avaliada, assim como o tempo de reação e a potência da irradiação UV. Foram feitos testes de cor, turbidez, pH, DQO e toxicidade e por espectrofotometria UV-Vis. Os resultados mostraram que o coagulante natural remove cerca de 50 % da DQO, 85 % da cor e até 97 % da turbidez. A fotocatálise combinada ao processo de coagulação/floculação remove 67 % da DQO em 48 h de irradiação na presença do fotocatalisador TiO2 P25, esses tratamentos permitem ainda reduzir a toxicidade da vinhaça previamente clarificada de 77,8 % para 13,3 % (Mortalidade de Artemia salina). Abstract: By virtue of the high ethanol production in the country, the waste generated, vinasse becomes a major environmental problem. Only in the first half of April 2010, Brazil was responsible for producing 756,700 tons of sugar and 710.00 million liters of ethanol, 92.40 million liters of anhydrous ethanol and 617.60 million liters of hydrated ethanol, totaling about 9.23 billion liters of vinasse. Its final disposition, which proved more economical and efficient from the standpoint of agriculture, and therefore, has become widespread and adopted by the majority of the ethanol industries, was the use in fertilization/irrigation in sugarcane fields. This practice has not yet been adequately evaluated because in the vinasse composition, besides the presence of minerals which are important for the production of sugarcane, there are toxic organic compounds, mainly phenol derivatives, which are difficult to be degraded. Traditional methods of treatment are not able to eliminate these compounds or make them less toxic. Vinasse is acid and has high values of COD (chemical oxygen demand) and BOD (biochemical oxygen demand). Its treatment before being released to the soil is therefore necessary. Research shows risks of change in quality of subterranean water where vinasse is disposed. The problems are soil salinity, metal leaching to the subterranean water,unbalance of nutrients and reduction of soil alkalinity. So vinasse treatment before final disposal is necessary. In this work, vinasse was concentrated by coagulation/flocculation. The clarified effluent was then treated by photocatalysis. Photocatalytic degradation of vinasse in naturaand diluted with water, was also studied. The coagulation/flocculation tests were done using tannins and FeCl3 as coagulants. Photocatalytic tests were carried out employing UV radiation, to evaluate the presence of catalysts: TiO2 P25, TiO2 Kronos, ZnO and Fe2O3/TiO2 (suspended) and TiO2 Kronos supported on glass slides. The influence of heat treatment on the properties of the catalysts and the efficiency of the coagulants was also evaluated, as well as reaction time and power of UV irradiation. Analyses of color, turbidity, pH, COD and toxicity and UV-Vis spectrophotometry were done. The results showed that the natural coagulant removes about 50% COD, 85% color and up to 97% turbidity. Photocatalysis combined with coagulation / flocculation removes 67% of COD in 48 h of irradiation in the presence of TiO2 photocatalyst P25. These treatments also reduce the toxicity of clarified vinasse from 77.8% to 13.3% (mortality of Artemia salina).

Idioma: Português Data de Publicação: 2011 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Marcelino Luiz Gimenes Co-Orientador: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Engenharia Química Nível: Dissertação (mestrado em Engenharia Química)/ UEM: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Responsavel: beth
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: DISSERTAÇÃO DE MESTRADO FINAL.pdf
Tamanho: 3125 Kb (3200239 bytes)
Criado: 31-05-2011 12:56
Atualizado: 31-05-2011 13:05
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