Esta pesquisa teve por objetivo avaliar aspectos fundamentais para o emprego de processo anaeróbio associado a membranas de micro e ultrafiltração no tratamento de efluentes de curtume oriundos do processo de acabamento. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto composta de um reator anaeróbio de mistura completa com um volume útil de 40 L, uma unidade de microfiltração para separação de biomassa e uma unidade de ultrafiltração para reter no sistema compostos macromoleculares (taninos). O material constituinte das membranas era cerâmica e o diâmetro médio de poro, especificado pelo fabricante, da microfiltração foi 0,2 mm e da ultrafiltração 0,005 mm. A biomassa no reator anaeróbio foi inoculada para que a concentração inicial fosse de 7.000 mg/L de SVT, sendo a origem desta um reator UASB tratando efluente de uma fábrica de gelatina. O trabalho foi desenvolvido em três etapas, sendo utilizadas diferentes pressões nas membranas, a saber: na primeira etapa as membranas foram operadas com um pressão de 800 kPa, na segunda com uma pressão de 600 kPa e na terceira etapa a pressão utilizada foi de 400 kPa. A remoção de cromo foi superior a 95% em todas as etapas, sendo que a maior remoção ocorreu no conjunto reator anaeróbio e microfiltração. Este comportamento deveu-se à fixação deste metal na biomassa e à conseqüente retenção desta na operação de microfiltração. A remoção média de matéria orgânica, avaliada através do parâmetro DQO, para as três etapas estudadas foi 68,13%, 58,32% e 60,17% e, em todo o sistema, de 81,93%, 76,20% e 69,15%. Ocorreu remoção total dos sólidos suspensos já que o diâmetro de poro da membrana de microfiltração era 55,55% inferior ao diâmetro de poro utilizado nas membranas para determinação de sólidos suspensos. Já para sólidos totais, onde inclui-se os dissolvidos, esta eficiência variou de 42% a 63%.

Esta pesquisa teve por objetivo avaliar aspectos fundamentais para o emprego de processo anaeróbio associado a membranas de micro e ultrafiltração no tratamento de efluentes de curtume oriundos do processo de acabamento. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto composta de um reator anaeróbio de mistura completa com um volume útil de 40 L, uma unidade de microfiltração para separação de biomassa e uma unidade de ultrafiltração para reter no sistema compostos macromoleculares (taninos). O material constituinte das membranas era cerâmica e o diâmetro médio de poro, especificado pelo fabricante, da microfiltração foi 0,2 mm e da ultrafiltração 0,005 mm. A biomassa no reator anaeróbio foi inoculada para que a concentração inicial fosse de 7.000 mg/L de SVT, sendo a origem desta um reator UASB tratando efluente de uma fábrica de gelatina. O trabalho foi desenvolvido em três etapas, sendo utilizadas diferentes pressões nas membranas, a saber: na primeira etapa as membranas foram operadas com um pressão de 800 kPa, na segunda com uma pressão de 600 kPa e na terceira etapa a pressão utilizada foi de 400 kPa. A remoção de cromo foi superior a 95% em todas as etapas, sendo que a maior remoção ocorreu no conjunto reator anaeróbio e microfiltração. Este comportamento deveu-se à fixação deste metal na biomassa e à conseqüente retenção desta na operação de microfiltração. A remoção média de matéria orgânica, avaliada através do parâmetro DQO, para as três etapas estudadas foi 68,13%, 58,32% e 60,17% e, em todo o sistema, de 81,93%, 76,20% e 69,15%. Ocorreu remoção total dos sólidos suspensos já que o diâmetro de poro da membrana de microfiltração era 55,55% inferior ao diâmetro de poro utilizado nas membranas para determinação de sólidos suspensos. Já para sólidos totais, onde inclui-se os dissolvidos, esta eficiência variou de 42% a 63%.

Esta pesquisa teve por objetivo avaliar aspectos fundamentais para o emprego de processo anaeróbio associado a membranas de micro e ultrafiltração no tratamento de efluentes de curtume oriundos do processo de acabamento. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto composta de um reator anaeróbio de mistura completa com um volume útil de 40 L, uma unidade de microfiltração para separação de biomassa e uma unidade de ultrafiltração para reter no sistema compostos macromoleculares (taninos). O material constituinte das membranas era cerâmica e o diâmetro médio de poro, especificado pelo fabricante, da microfiltração foi 0,2 mm e da ultrafiltração 0,005 mm. A biomassa no reator anaeróbio foi inoculada para que a concentração inicial fosse de 7.000 mg/L de SVT, sendo a origem desta um reator UASB tratando efluente de uma fábrica de gelatina. O trabalho foi desenvolvido em três etapas, sendo utilizadas diferentes pressões nas membranas, a saber: na primeira etapa as membranas foram operadas com um pressão de 800 kPa, na segunda com uma pressão de 600 kPa e na terceira etapa a pressão utilizada foi de 400 kPa. A remoção de cromo foi superior a 95% em todas as etapas, sendo que a maior remoção ocorreu no conjunto reator anaeróbio e microfiltração. Este comportamento deveu-se à fixação deste metal na biomassa e à conseqüente retenção desta na operação de microfiltração. A remoção média de matéria orgânica, avaliada através do parâmetro DQO, para as três etapas estudadas foi 68,13%, 58,32% e 60,17% e, em todo o sistema, de 81,93%, 76,20% e 69,15%. Ocorreu remoção total dos sólidos suspensos já que o diâmetro de poro da membrana de microfiltração era 55,55% inferior ao diâmetro de poro utilizado nas membranas para determinação de sólidos suspensos. Já para sólidos totais, onde inclui-se os dissolvidos, esta eficiência variou de 42% a 63%.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marilda M T Fornari.pdf: 813038 bytes, checksum: 1672b5ca9a95a70d2125540cf442fb8a (MD5) Previous issue date: 2008-02-12 / In the present work has been studied the electro-flocculation efficiency on the reduction of organic and inorganic material concentrations such as Chemical Oxygen Demand (COD), turbidity, total solids and metal, mainly chromium, on an untreated tannery effluent using a pair of electrodes. For this purpose, a lab scale Electro-Flocculation (EF) reactor was constructed using an 8-L plastic cylindrical container, containing a valve in its lower part for sludge evacuation and a horizontal support in its upper part for fixing a pair of electrolytic cell in upright position into a 5-L available reactor volume. The electrodes plates, made of iron or aluminum, were connected to terminals of direct current power supply. All the physical-chemistry parameters were measured following the Standard Methods for water analysis, while metal concentrations were determined using the Synchrotron X-Ray Fluorescence technique, available in the Brazilian Synchrotron Light Laboratory. In order to determine optimal operating conditions, the effects of current intensity, electrodes distance, effluent initial pH, and EF time have been experimentally examined, according to a statistic planning and correlation analysis. For each electrode, a total of 11 EF experiments were carried out for maximum and minimum values of EF reactor operating parameters. Applying a 95% confidence level into the correlation analysis between EF parameters, the physical-chemistry parameters and metal concentrations were reduced in all of them when the effluent initial pH was increased, while the EF time and the applied voltage were reduced for small electrodes distances. Moreover, the EF treatment efficiencies tend towards higher values with an increasing on the current intensity. In order to determine the best reactor operating values, other EF experiments were performed varying the effluent initial pH from 6.5 to 9.0 and from 6.0 to 8.5 for iron and aluminum electrodes, respectively, fixing the distance between the electrodes in 4.0 cm, the current intensity in 5.5 A and the EF time in 30 minutes. Nevertheless, these EF experiments have shown that the reduction factor on parameter concentrations due to an increasing of effluent initial pH was not significant compared to prior experiments. Henceforth, the effluent pH value was maintained near to the original one for the next EF treatments, avoiding introducing other substances into the effluent. Keeping effluent pH value in 7.5, other EF experiments were performed changing the EF time from 15 to 120 min., fixing current intensities and electrode distances in 5.5 A and 4.0 cm, respectively. For these reactor conditions, the EF time setting up in 30 min. was enough to get a good efficiency according the reduction factor in the most of parameters examined, without increasing a lot the reactor electrical power, for both kinds of electrodes. The EF reactor purpose and examined has shown a high efficiency on turbidity and chromium concentration reduction factor (98%). Furthermore, this system can be also used to reduce other elementary concentrations such as calcium, potassium and zinc, for both kinds of electrodes (Fe/Al). In comparison with iron electrodes, aluminum one has reported a better reduction factor (80%) on COD values and a good reduction factor (50%) on iron concentration. On the other hand, the EF method for tanneries effluent treatment system was also compared with conventional method using coagulating and flocculating agents, showing a great similarity between them in the reduction factor. In the EF method is not necessary to introduce substances to start the coagulation and flocculation process in effluent treatment. / Este trabalho tem por objetivo o estudo da eficiência da eletro-floculação na redução das concentrações de substâncias orgânicas e inorgânicas expressas através dos parâmetros: Demanda Química de Oxigênio (DQO), turbidez, sólidos totais e metais, principalmente o cromo, em efluente de curtume não tratado, utilizando um par de eletrodos. Para esse propósito foi construído, em escala laboratorial, um reator confeccionado a partir de um recipiente plástico de 8 litros, contendo uma válvula na parte inferior, para a retirada dos sedimentos, e um suporte horizontal na parte superior para a fixação do par de células eletrolíticas, em posição perpendicular dentro do reator com volume útil de 5 litros. As placas de eletrodos, de ferro e alumínio, foram conectadas a uma fonte de alimentação de energia.Todos os parâmetros físico-químicos foram determinados seguindo o Método Padrão para análise de água, enquanto que as concentrações de metal foram determinadas através da técnica de Fluorescência de Raios X por Reflexão Total, (SR-TXRF), disponível no Laboratório Nacional de Luz Síncroton. A fim de determinar as condições ótimas de operação, os efeitos da intensidade da corrente, distância entre eletrodos, pH inicial do efluente e tempo de eletrólise foram avaliados experimentalmente, de acordo com um planejamento estatístico e análise de correlação. Para cada eletrodo, foram realizados 11 experimentos de EF com valores máximos e mínimos para os parâmetros de operação do reator. Empregando um nível de 95% de confiança na correlação de análises dos parâmetros a análise de correlação entre os parâmetros de EF, os modelos mostraram tendência de redução nas concentrações dos parâmetros físico-químicos e de metais, quando o pH inicial do efluente foi elevado, enquanto o tempo de EF e a voltagem aplicada apresentaram tendência de redução nos valores para uma menor distância entre os eletrodos.. Além disso, a eficiência do tratamento de EF tende a valores mais elevados com o aumento na intensidade de corrente. A fim de determinar as melhores condições de operação do reator, outros experimentos EF foram feitos variando o pH inicial de 6.5 a 9.0 e de 6.0 a 8.5 para eletrodos de ferro e alumínio, respectivamente, fixando a distância entre os eletrodos em 4.0 cm, a intensidade da corrente em 5.5 A e o tempo de EF em 30 minutos. Entretanto, esses experimentos mostraram que o fator de redução percentual na concentração dos parâmetros, causada pelo aumento no pH inicial do efluente, não foi significativo comparado aos experimentos anteriores. Nos tratamentos posteriores de EF, o pH do efluente foi mantido próximo ao original, evitando a introdução de outras substâncias no efluente. Mantendo o valor do pH do efluente em 7.5, outros experimentos de EF foram realizados variando o tempo de eletrólise de 15 a 120 min., e fixando a intensidade da corrente e distância entre os eletrodos em 5.5 A e 4.0 cm., respectivamente. Nessas condições, o tempo de EF fixado em 30 min. foi suficiente para alcançar uma boa eficiência, de acordo com o fator de redução, para maioria dos parâmetros analisados, sem aumentar muito a potência elétrica do reator, para os dois tipos de eletrodos. Os experimentos realizados com reator de EF mostraram uma alta eficiência na redução da turbidez e concentração de cromo (98%). Ademais, esse sistema também pode ser utilizado na redução de outras concentrações elementares como cálcio, potássio e zinco, para ambos os tipos de eletrodos (Fe/Al). Em comparação com os eletrodos de ferro, o eletrodo de alumínio apresentou um melhor fator de redução nos valores de DQO (80%) e um bom fator de redução de ferro (50%). Por outro lado, o método de EF para o tratamento de sistema de efluentes de curtumes foi também comparado ao método convencional utilizando agentes coagulantes e floculantes, mostrando uma grande semelhança entre eles no fator de redução. No método EF não é necessário introduzir substâncias para iniciar o processo de coagulação e floculação no tratamento de efluente.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernando Henrique Borba.pdf: 3301834 bytes, checksum: 0c5216d667957cc99d5acd2dd5d59c05 (MD5) Previous issue date: 2010-02-18 / Pollution is a currently environmental problem of world concern. There are many events such as the discharging of untreated effluents in watercourses that cause the eutrophization of water bodies and bad water quality, as well as an inefficiency or lack of a current environmental law. The main goal of this dissertation was the application of solar and artificial-based photo-Fenton processes and aluminum electrodes-based electrocoagulation method in non coupled mode and in an integrated mode for the tannery effluent treatment. These effluent treatments were carried out in lab-scale reactors. In order to evaluate the performance of the reactor experimental conditions of photo-Fenton reactor, a 33 complete experimental design was performed. The lab scale EC reactor was operated at the 4 A electrical current, 4 cm electrode distance and 3 initial pH optimized values, according to the previous results obtained in another work, while the electrolysis time was varied from 5 to 120 min. For EC and photo-Fenton reactors, their performance was evaluated on the removal values of chemical oxygem demand (COD), color, turbidity, total solids (TS), total fixed solids (TFS), total volatile solids (TVS) and metal concentration. Measurements of physico-chemical parameters for untreated and treated effluent samples were performed applying the Standard Method for water analysis, while metal concentrations were determined by the Synchrotron radiation total Reflexion X-ray Fluorescence technique at Brazilian Light Synchrotron Laboratory. By an optimized photon-Fenton process at 0.5 g Fe2+ L-1, 30 g H2O2 L-1, 3 initial pH, and 120 min reaction time, tannery effluent was treated achieving a high performance in pollutant removal as reported by 98.1, 96.4, 98.8, 71.8, 32.1 and 98.5 percent removal for COD, color, turbidity, TS, TFS, and TVS, respectively. As a primer treatment stage, electrocoagulation technique was not achieved a well successful result based on the physico-chemical parameter values reduction as compared with photo-Fenton process. However, an integrated solar irradiation-based photo-Fenton and Al electrodes-based electrocoagulation with 15 min electrolysis time has achieved recommended values by the Brazilian environmental law for Cr concentration (0.24 mg Cr L-1) and DQO (107 mg O2 L-1). Considering both the costs of electrical energy and material and the generated sludge discharging, one m3 of tannery effluent should cost R$ 56.30 for a treatment system based on an integrated and optimized photo Fenton and electrocoagulation processes. Finally, the integrated solar-based photo Fenton and electrocoagulation method is suggested as an efficient one, instead to apply a unique process. / A poluição ambiental é um dos grandes problemas nos países desenvolvidos e em desenvolvimento. Isto é decorrente de uma série de fatores, como o despejo de efluentes não tratados em corpos hídricos e a ineficiência e/ou a falta de legislação ambiental vigente. O objetivo principal deste trabalho é aplicar os processos foto-Fenton com irradiação solar e/ou artificial, a técnica da eletrofloculação e a integração destes processos no tratamento de efluente de curtume. Ambos os processos de tratamento do foto-Fenton e da eletrofloculação foram conduzidos em reatores a escala laboratorial. Para a técnica da eletrofloculação foi utilizado um par de placas de alumínio como eletrodos no reator de eletrofloculação. Para avaliar as melhores condições de processo do sistema foto-Fenton, foi aplicado um planejamento experimental 33 completo. Para a técnica da eletrofloculação manteve-se constante a intensidade de corrente, pH inicial do efluente bruto e distância entre os eletrodos, variando-se o tempo de eletrólise de 5 à 120 min. A eficiência de ambos os processos foram avaliadas com base na redução de Demanda química de oxigênio (DQO), cor, turbidez, sólidos totais (ST), sólidos totais fixos (STF), sólidos totais voláteis (STV). Para a técnica da eletrofloculação e dos processos integrados também foram avaliados a redução da concentração dos metais pesados. Todas as medidas dos parâmetros físico-químicos foram realizadas aplicando os métodos padrões do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater para amostra não tratada e tratada. As concentrações dos metais pesados foram determinadas usando a técnica de fluorescência de raio X por reflexão total, na linha de Luz (D09-XRF) do Laboratório Nacional de Luz Synchrotron. A maior eficiência na redução dos poluentes verificada no processo foto-Fenton foi de 98,1, 96,4, 98,8, 71,8, 32,1 e 98,5 para valores da DQO, cor, turbidez, ST, STF e STV, respectivamente, nas condições operacionais do reator: concentração de ferro de 0,5 gL-1, concentração de peróxido de hidrogênio de 30 gL-1, pH inicial 3 e tempo reacional de 120 min. No entanto a técnica da eletrofloculação não apresentou boa redução nos valores dos parâmetros físico-químicos. Após a aplicação dos processos integrados do foto-Fenton com irradiação solar e da eletrofloculação em tempo de eletrólise de 15 min, foi alcançado valores mínimos de Cr e DQO no efluente tratado, contendo 0,24 mg Cr L-1 e 107 mg O2 L-1 da DQO. O custo do tratamento do efluente e da disposição final do lodo gerado no processo integrado FFs→EF foi de R$ 56,30 m3 do efluente de curtume tratado. Este processo integrado reduziu as concentrações de cromo, ferro e DQO, a níveis permitidos pelas legislações ambientais. Baseada na redução da matéria orgânica e inorgânica, o método integrado FFs→EF pode ser recomendado como uma substituição eficiente ao método individual.