Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-04-25T13:44:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE VERSÃO FINAL _ Mirella Leite.pdf: 3354242 bytes, checksum: bb8ba120eb7e5468ab745513e0389bf0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T13:44:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE VERSÃO FINAL _ Mirella Leite.pdf: 3354242 bytes, checksum: bb8ba120eb7e5468ab745513e0389bf0 (MD5) Previous issue date: 2016-09-09 / FACEPE / A presente pesquisa foi motivada pelo desafio em propor um tratamento, em escala laboratorial, para degradar eficientemente os poluentes dos lixiviados provenientes do Aterro Sanitário de Altinho – PE, localizado no Agreste do Estado e em funcionamento e Aterro Controlado da Muribeca – PE, localizado na Região Metropolitana do Recife e fechado desde 2009. Assim, baseado na característica de alta carga orgânica, porém baixa biodegradabilidade dos lixiviados, foi realizado um tratamento físico-químico com aplicação dos processos de coagulação/floculação (CF) e oxidativos avançados do tipo foto-Fenton. Inicialmente, foi feito um tratamento preliminar dos lixiviados por meio de um planejamento fatorial 24, tendo como variáveis independentes: massa do coagulante hidróxido de cálcio, tempo e velocidade de rotação de floculação e tempo de sedimentação. Em seguida, foi aplicado o processo de fotoFenton, sob as mesmas condições, ao sobrenadante proveniente das amostras pré-tratadas por CF e diretamente às amostras brutas. Os resultados mostraram remoções de 89,6% e 83,4% de DQO para a amostra pré-tratada por CF e bruta de Altinho, respectivamente; e remoções de 91,5% e 85,2% de DQO para a amostra pré-tratada por CF e amostra bruta da Muribeca, respectivamente. Comparando esses resultados, decidiu-se pela não realização de um tratamento preliminar visto que o percentual de remoção entre as amostras pré-tratadas e brutas foram relativamente próximos, evitando assim o gasto extra de energia, materiais e tempo. Um planejamento fatorial 33 foi realizado para o tratamento por foto-Fenton para cada amostra de lixiviado dos aterros, variando-se concentração de H2O2, proporção de FeSO4.7H2O:H2O2 e pH, em um tempo reacional de 240 minutos sob radiação solar. Foram obtidos resultados de percentuais de remoções nas faixas de 52,5% a 87% de DQO, 43,5 a 77% de carbono orgânico total (COT) e 39 a 74% de substâncias húmicas (SH) para o lixiviado de Altinho; e 53 a 91% de DQO, 38,5 a 77% de COT e 30 a 64% de SH para o lixiviado da Muribeca. O estudo estatístico de correlação entre pares dessas variáveis mostrou que essas possuem correlação de moderada a altamente forte. Os dados experimentais se ajustaram a um modelo cinético de primeira ordem, alcançando-se 70% de degradação do COT dos dois lixiviados em 30 minutos de reação. Obteve-se a constante cinética (k) igual a 0,0408 min-1 e coeficiente de regressão linear (R2) igual a 0,9862 para o lixiviado de Altinho e k = 0,0373 min-1 e R2 = 0,9727 para Muribeca. A caracterização do lixiviado de Altinho e da Muribeca tratados, em suas condições ótimas, indicou um aumento da biodegradabilidade e uma remoção eficiente da carga orgânica, cor e turbidez. Os lixiviados tratados com diluição 1:10 não apresentaram toxicidade. / This research was motivated by the challenge to propose a treatment in laboratory scale to efficiently degrade pollutants of leachate from the landfill of Altinho - PE, located in the arid zone of the state and in operation, and landfill of Muribeca - PE, located in Metropolitan Region of Recife and closed since 2009. Thus, based on the high organic loading characteristic but low biodegradability of the leachates, a physical-chemical treatment with application of coagulation/flocculation (CF) and advanced oxidative (photo-Fenton) processes were made. Initially, a preliminary treatment of the leachate was done by an experimental design 24 using as independents variables: mass of the calcium hydroxide coagulant, flocculation time, flocculation rotation speed and settling time. Then, the photo-Fenton process was applied, under the same conditions, to the supernatant from the pretreated samples and directly to the raw samples. The results showed 89.6% and 83.4% COD removal for the pretreated sample by CF and raw sample from Altinho, respectively; and 91.5% and 85.2% COD removal for the pretreated sample by CF and raw sample from Muribeca, respectively. Comparing these results, it was decide not to do a pretreatment since the removal percentage between pretreated and raw samples were relatively close, avoiding the extra expense of energy, materials and time. A 33 factorial design was done for the photo-Fenton treatment to each landfills leachate sample, ranging the concentration of H2O2, the proportion of FeSO4.7H2O:H2O2 and pH, at a reaction time of 240 minutes under solar radiation. Percentages of removal results were obtained in the ranges of 52.5% to 87% of COD, 43.5 to 77% of TOC and 39 to 74% of humic substances (HS) to the Altinho’s leachate; and 53 to 91% of COD, 38.5 to 77% of TOC and 30 to 64% of HS to the Muribeca’s leachate. The statistical correlation study between pairs of these variables showed that it has a moderate to highly strong correlation. The experimental data fitted to a first order kinetic model, achieving 70% of TOC degradation for the leachate samples at 30 minutes of reaction. The rate constant (k) was 0.0408 min-1 and the linear regression coefficient (R2) was 0.9862 for Altinho´s leachate and k = 0.0373 min-1 and R2 = 0.9727 for Muribeca’s leachate. The characterization of Altinho and Muribeca treated leachate in its optimal condition, indicated an increase in biodegradability and efficient removal of organic matter, color and turbidity. The both treated leachate samples with dilution 1:10 showed no toxicity.

Durante o processo metalúrgico de usinagem de uma peça ocorre a geração de calor proveniente do atrito ferramenta/peça e cavaco/ferramenta. Para que ocorra uma menor geração de calor possibilitando o manuseio, bem como a minimização na deformação da peça, utilizam-se fluidos, que são soluções lubrificantes à base de óleos, água ou polímeros, podendo ser sintéticos ou não, diminuindo, assim, o coeficiente de atrito reduzindo-se a quantidade de calor gerado no processo. Há uma grande variedade de fluidos de corte disponíveis no mercado que são constituídos por diversos compostos como: aminas, compostos clorados e/ou aromáticos, glicóis, nitrosaminas além da presença de metais provenientes do processo de manufatura, portanto, sem tratamento, não podem ser lançados na rede de esgoto convencional. Atualmente não há um método de tratamento para os fluidos de corte nas indústrias. Nesse contexto, propõe-se um estudo sobre a viabilidade dos tipos de tratamento dos fluidos de corte para uma disposição adequada. Os processos de tratamento propostos neste trabalho compreendem hidrolise ácida e Processo Oxidativo Avançado (POA), mais especificamente, Sistema Fenton, além de propor um tratamento baseado na fotodegradação. A caracterização do fluido antes e após seu tratamento foi realizada por técnicas analíticas e espectrométricas. Os processos oxidativos mostraram-se satisfatórios para o tratamento dos efluentes, reduzindo os níveis de contaminantes aos permitidos pela legislação. O processo foto-Fenton mostrou-se mais eficiente que o processo Fenton na degradação de todos os parâmetros avaliados, incluindo BTEX e HPAs. Os processos de hidrólise ácida não apresentaram resultados satisfatórios, reduzindo apenas os metais aos níveis permitidos para descarte. / During the cutting process, part of the heat generation results from tool-part and chip-tool friction. So that it happens a smaller generation of heat making possible the handling, as well as minimization in the tool deformation, cutting fluids are used, that are the oils base, water or polymeric lubricating solutions, could be synthetic or no, decreasing the attrition coefficient being reduced the amount of heat generated in the process. There is a great variety of cutting fluids that are constituted for several composed as: amines, chlorinated and/or aromatic composed, glycols and nitrosamines besides the presence of metals proceeding of manufacture process, therefore, without a treatment, they cannot be discarded in the conventional sewerage system. At the moment there isn\'t a treatment method for the cut fluids in the industries. In that context, intends a study about the viability types of cutting fluids treatment for appropriate disposition. Treatment processes proposed in this work understand acid hydrolysis and Advanced Oxidative Process (AOP), more specifically, Fenton System, in addition proposing a treatment based on the photodegradation (photo-Fenton process). The characterization of fluid before and after treatment it was accomplished by analytical and spectrometry techniques. Oxidative processes were exposed satisfactory for cutting fluids treatment, reducing the levels of pollutants to the allowed by the legislation. Photo-Fenton process was shown more efficient than Fenton process in the oxidation of BTEX and PAHs. Acid hydrolysis processes didn\'t present satisfactory results, just reducing the metals at the levels allowed for discard.

Durante o processo metalúrgico de usinagem de uma peça ocorre a geração de calor proveniente do atrito ferramenta/peça e cavaco/ferramenta. Para que ocorra uma menor geração de calor possibilitando o manuseio, bem como a minimização na deformação da peça, utilizam-se fluidos, que são soluções lubrificantes à base de óleos, água ou polímeros, podendo ser sintéticos ou não, diminuindo, assim, o coeficiente de atrito reduzindo-se a quantidade de calor gerado no processo. Há uma grande variedade de fluidos de corte disponíveis no mercado que são constituídos por diversos compostos como: aminas, compostos clorados e/ou aromáticos, glicóis, nitrosaminas além da presença de metais provenientes do processo de manufatura, portanto, sem tratamento, não podem ser lançados na rede de esgoto convencional. Atualmente não há um método de tratamento para os fluidos de corte nas indústrias. Nesse contexto, propõe-se um estudo sobre a viabilidade dos tipos de tratamento dos fluidos de corte para uma disposição adequada. Os processos de tratamento propostos neste trabalho compreendem hidrolise ácida e Processo Oxidativo Avançado (POA), mais especificamente, Sistema Fenton, além de propor um tratamento baseado na fotodegradação. A caracterização do fluido antes e após seu tratamento foi realizada por técnicas analíticas e espectrométricas. Os processos oxidativos mostraram-se satisfatórios para o tratamento dos efluentes, reduzindo os níveis de contaminantes aos permitidos pela legislação. O processo foto-Fenton mostrou-se mais eficiente que o processo Fenton na degradação de todos os parâmetros avaliados, incluindo BTEX e HPAs. Os processos de hidrólise ácida não apresentaram resultados satisfatórios, reduzindo apenas os metais aos níveis permitidos para descarte. / During the cutting process, part of the heat generation results from tool-part and chip-tool friction. So that it happens a smaller generation of heat making possible the handling, as well as minimization in the tool deformation, cutting fluids are used, that are the oils base, water or polymeric lubricating solutions, could be synthetic or no, decreasing the attrition coefficient being reduced the amount of heat generated in the process. There is a great variety of cutting fluids that are constituted for several composed as: amines, chlorinated and/or aromatic composed, glycols and nitrosamines besides the presence of metals proceeding of manufacture process, therefore, without a treatment, they cannot be discarded in the conventional sewerage system. At the moment there isn\'t a treatment method for the cut fluids in the industries. In that context, intends a study about the viability types of cutting fluids treatment for appropriate disposition. Treatment processes proposed in this work understand acid hydrolysis and Advanced Oxidative Process (AOP), more specifically, Fenton System, in addition proposing a treatment based on the photodegradation (photo-Fenton process). The characterization of fluid before and after treatment it was accomplished by analytical and spectrometry techniques. Oxidative processes were exposed satisfactory for cutting fluids treatment, reducing the levels of pollutants to the allowed by the legislation. Photo-Fenton process was shown more efficient than Fenton process in the oxidation of BTEX and PAHs. Acid hydrolysis processes didn\'t present satisfactory results, just reducing the metals at the levels allowed for discard.

Substâncias tóxicas como o fenol e outros compostos aromáticos dificultam o tratamento de efluentes via digestores biológicos. Estes compostos tóxicos em altas concentrações são nocivos aos lodos biológicos, podendo inviabilizar por completo o tratamento. Nas últimas décadas, os Processos Oxidativos Avançados (POAs), como os processos Fenton e foto- Fenton, surgiram como alternativa para o tratamento de compostos tóxicos. Os POAs degradam os compostos orgânicos pela geração de compostos oxidantes fortes, como o radical hidroxila, a partir de reagentes como peróxido de hidrogênio. Os processos Fenton e foto-Fenton fazem uso de ferro (II), um catalisador relativamente barato, para catalisar a decomposição do peróxido de hidrogênio, reação denominada como reação de Fenton. Em virtude dos complexos mecanismos presentes nos processos Fenton e foto-Fenton, torna-se necessária uma compreensão da cinética do processo, que envolve reações térmicas e fotoquímicas, por meio de sua modelagem matemática fenomenológica. A modelagem da degradação do fenol via processos Fenton e foto-Fenton proposta por este trabalho começa pela estequiometria dos dois processos, que descreve as reações químicas, térmicas e fotoquímicas existentes. A partir destas, é possível desenvolver o modelo cinético dos processos Fenton e foto-Fenton, no qual se determina a velocidade com que estas reações ocorrem. O passo seguinte é o da modelagem hidráulica (ou de escoamento) dos reatores de processo Fenton e foto-Fenton, sendo que para o segundo processo, o modelo deve levar em conta a propagação da radiação por dentro de reator. Foram realizados 3 experimentos de degradação de fenol via processo Fenton para análise das variações das concentrações de fenol, catecol e hidroquinona. Os dados experimentais são comparados com resultados simulados com intuito do ajuste das constantes cinéticas do modelo. Com as constantes ajustadas, são realizadas comparações entre os processos Fenton e foto-Fenton para análise de suas eficiências. A partir dos modelos matemáticos dos reatores de processos Fenton e foto-Fenton, é desenvolvido um modelo de otimização baseado em superestrutura de redes de reatores para a síntese de uma planta de tratamento de efluentes contaminados com fenol. Objetivou-se a redução dos custos de capital, operação e depreciação desta planta, sujeitos às restrições de projeto e ao modelo da superestrutura, resultando em modelos de programação não-linear inteira mista. Foram geradas soluções ótimas para o tratamento de efluentes contaminados com fenol em redes de um, dois e três reatores de POAs. / Toxic substances such as phenol and other aromatic compounds make the wastewater treatment by biological (aerobic or anaerobic) digestors more difficult. These toxic compounds in high concentrations are harmful for the biological sludge and they may render the treatment impractical. In recent decades, Advanced Oxidative Processes (AOPs) appeared as an alternative for the treatment of toxic compounds. AOPs degrade the organic compounds by generating strong oxidizing compounds, such as the hydroxyl radical, from reactants such as hydrogen peroxide. The Fenton and photo-Fenton processes make use of iron (II), a relatively inexpensive catalyst, to catalyze the hydrogen peroxide decomposition, reaction known as the Fenton reaction. Because of the complex nature of the mechanisms that take place in the Fenton and photo-Fenton processes, the understanding of the process kinetics, which involves thermal and photochemical reactions, becomes necessary through its first-principle mathematical modeling. The modeling of phenol degradation by the Fenton and photo-Fenton processes proposed in this work starts with the stoichiometry of the two processes that enumerates the existing thermal and photochemical reactions. Furthermore, it is possible to develop the Fenton and photo- Fenton kinetic model, which determines the reaction rates. The next step is to model the hydraulic (or flow) behavior of the Fenton and photo-Fenton process reactor, whereas the model for the latter must consider how the radiation propagates inside the reactor. Three experiments of the phenol degradation by the Fenton process were carried out to analyze the concentration variation for phenol, catechol and hydroquinone. The experimental data are compared with simulated results aiming the estimation of the kinetic constants of the model. Using the adjusted constants, the Fenton and photo-Fenton processes were compared to analyze their efficiencies. From the mathematical models of the Fenton and photo-Fenton process reactors, an optimization model based on reactor network superstructure is developed for the synthesis of a phenol contaminated wastewater treatment plant. The objective is to minimize the plant capital, operation and depreciation costs, subject to design constraints and to the superstructure model, thus resulting in mixed integer nonlinear programming models. Optimal solutions were generated for the phenol contaminated wastewater treatment in networks with one, two and three AOP reactors.

O 2,4-diclorofenol (2,4-DCF), poluente modelo usado neste trabalho, é um composto empregado na produção de pesticidas, herbicidas e anti-sépticos, e comumente encontrado em efluentes industriais, sendo considerado um poluente prioritário devido a sua elevada toxicidade e alto poder de persistência no ambiente. Este trabalho objetivou estudar a degradação do 2,4-DCF em reator fotoquímico tubular com coletores parabólicos compostos (CPC) irradiado pelo Sol, operado em batelada com recirculação e admissão contínua de peróxido de hidrogênio à vazão de 11 mL min-1. A oxidação do poluente foi baseada no processo foto-Fenton catalisado por tris(oxalato) ferrato(III) (FeOx), investigando-se os efeitos das seguintes variáveis: concentração inicial de 2,4-DCF ([2,4-DCF] = 21-520 mgCL-1), concentrações de oxidante ([H2O2] = 9,9-130 Mm) e de fotocatalisador ([FeOx] = 0,2-1,8 mM) e área de coleta de fótons (0,196-0,98 m2), estudadas a partir de um planejamento Doehlert em múltiplos níveis. A foto-oxidação foi monitorada por medidas da concentração de carbono orgânico total (TOC) e oxigênio dissolvido (OD), tendo sido identificadas condições com remoção de TOC alcançando 99,8% em 90 minutos de tratamento. Nas análises estatísticas dos resultados, os efeitos da área de coleta de fótons e da concentração de H2O2 concordaram com o comportamento esperado, sugerindo, porém, efeitos sequestradores de radicais hidroxila quando a concentração de H2O2 é alta. A partir dos dados experimentais, obteve-se um modelo de redes neurais, usado para previsão da taxa de remoção de TOC em função do tempo. Através do método HIPR (Holdback Input Randomization Method) e dos pesos associados a cada variável de entrada da rede neural, avaliou-se a importância relativa das variáveis de entrada. De maneira geral, os resultados comprovaram a viabilidade do processo foto-Fenton catalisado por tris(oxalato) ferrato III e irradiado pelo Sol para o tratamento de efluentes aquosos contendo 2,4-diclorofenol. / 2,4-dichlorophenol (2,4-DCF), the model pollutant selected in this work, is a compound used in the production of pesticides, herbicides, antiseptics, and commonly found in industrial wastewaters. It is considered a priority pollutant due to its high toxicity and high persistence in the environment. This study investigated the degradation of 2,4-DCF in a tubular photochemical reactor with compound parabolic collectors (CPC) irradiated by the sun, operated in batch with recirculation and continuous feed of hydrogen peroxide at a flow rate of 11 mL min-1. The oxidation of the pollutant was based on the photo-Fenton process catalyzed by tris (oxalate) ferrate (III) (FeOx). The effects of the following variables were investigated: initial concentration of 2,4-DCF ([2,4-DCF] = 21-520 mgCL-1), concentrations of oxidant ([H2O2] = 9,9-130 Mm)); photocatalyst ([FeOx]= 0,2-1,8 mM)), and photon collection surface (0,196-0,98 m2), according to a Doehlert design on multiple levels. The photo-oxidation was monitored by measurements of the concentration of total organic carbon (TOC) and dissolved oxygen (OD). Conditions with TOC removal achieving 99.8% within 90 minutes of treatment were identified. The statistical analysis of the results showed that the effects of photon collection area and the concentration of H2O2 agreed with the expected behavior, but suggests scavenging effects of hydroxyl radicals when the concentration of H2O2 is high. From the experimental data, a model of neural networks was obtained and used to predict the rate of TOC removal with time. Using the method HIPR (Holdback Input Randomization Method) and the weights associated with each input variable to the neural network, the relative importance of input variables was determined. Overall, the results proved the feasibility of photo-Fenton process catalyzed by tris(oxalate) ferrate III and irradiated by the sun, for the treatment of aqueous effluents containing 2,4-dichlorophenol.

O 2,4-diclorofenol (2,4-DCF), poluente modelo usado neste trabalho, é um composto empregado na produção de pesticidas, herbicidas e anti-sépticos, e comumente encontrado em efluentes industriais, sendo considerado um poluente prioritário devido a sua elevada toxicidade e alto poder de persistência no ambiente. Este trabalho objetivou estudar a degradação do 2,4-DCF em reator fotoquímico tubular com coletores parabólicos compostos (CPC) irradiado pelo Sol, operado em batelada com recirculação e admissão contínua de peróxido de hidrogênio à vazão de 11 mL min-1. A oxidação do poluente foi baseada no processo foto-Fenton catalisado por tris(oxalato) ferrato(III) (FeOx), investigando-se os efeitos das seguintes variáveis: concentração inicial de 2,4-DCF ([2,4-DCF] = 21-520 mgCL-1), concentrações de oxidante ([H2O2] = 9,9-130 Mm) e de fotocatalisador ([FeOx] = 0,2-1,8 mM) e área de coleta de fótons (0,196-0,98 m2), estudadas a partir de um planejamento Doehlert em múltiplos níveis. A foto-oxidação foi monitorada por medidas da concentração de carbono orgânico total (TOC) e oxigênio dissolvido (OD), tendo sido identificadas condições com remoção de TOC alcançando 99,8% em 90 minutos de tratamento. Nas análises estatísticas dos resultados, os efeitos da área de coleta de fótons e da concentração de H2O2 concordaram com o comportamento esperado, sugerindo, porém, efeitos sequestradores de radicais hidroxila quando a concentração de H2O2 é alta. A partir dos dados experimentais, obteve-se um modelo de redes neurais, usado para previsão da taxa de remoção de TOC em função do tempo. Através do método HIPR (Holdback Input Randomization Method) e dos pesos associados a cada variável de entrada da rede neural, avaliou-se a importância relativa das variáveis de entrada. De maneira geral, os resultados comprovaram a viabilidade do processo foto-Fenton catalisado por tris(oxalato) ferrato III e irradiado pelo Sol para o tratamento de efluentes aquosos contendo 2,4-diclorofenol. / 2,4-dichlorophenol (2,4-DCF), the model pollutant selected in this work, is a compound used in the production of pesticides, herbicides, antiseptics, and commonly found in industrial wastewaters. It is considered a priority pollutant due to its high toxicity and high persistence in the environment. This study investigated the degradation of 2,4-DCF in a tubular photochemical reactor with compound parabolic collectors (CPC) irradiated by the sun, operated in batch with recirculation and continuous feed of hydrogen peroxide at a flow rate of 11 mL min-1. The oxidation of the pollutant was based on the photo-Fenton process catalyzed by tris (oxalate) ferrate (III) (FeOx). The effects of the following variables were investigated: initial concentration of 2,4-DCF ([2,4-DCF] = 21-520 mgCL-1), concentrations of oxidant ([H2O2] = 9,9-130 Mm)); photocatalyst ([FeOx]= 0,2-1,8 mM)), and photon collection surface (0,196-0,98 m2), according to a Doehlert design on multiple levels. The photo-oxidation was monitored by measurements of the concentration of total organic carbon (TOC) and dissolved oxygen (OD). Conditions with TOC removal achieving 99.8% within 90 minutes of treatment were identified. The statistical analysis of the results showed that the effects of photon collection area and the concentration of H2O2 agreed with the expected behavior, but suggests scavenging effects of hydroxyl radicals when the concentration of H2O2 is high. From the experimental data, a model of neural networks was obtained and used to predict the rate of TOC removal with time. Using the method HIPR (Holdback Input Randomization Method) and the weights associated with each input variable to the neural network, the relative importance of input variables was determined. Overall, the results proved the feasibility of photo-Fenton process catalyzed by tris(oxalate) ferrate III and irradiated by the sun, for the treatment of aqueous effluents containing 2,4-dichlorophenol.

Substâncias tóxicas como o fenol e outros compostos aromáticos dificultam o tratamento de efluentes via digestores biológicos. Estes compostos tóxicos em altas concentrações são nocivos aos lodos biológicos, podendo inviabilizar por completo o tratamento. Nas últimas décadas, os Processos Oxidativos Avançados (POAs), como os processos Fenton e foto- Fenton, surgiram como alternativa para o tratamento de compostos tóxicos. Os POAs degradam os compostos orgânicos pela geração de compostos oxidantes fortes, como o radical hidroxila, a partir de reagentes como peróxido de hidrogênio. Os processos Fenton e foto-Fenton fazem uso de ferro (II), um catalisador relativamente barato, para catalisar a decomposição do peróxido de hidrogênio, reação denominada como reação de Fenton. Em virtude dos complexos mecanismos presentes nos processos Fenton e foto-Fenton, torna-se necessária uma compreensão da cinética do processo, que envolve reações térmicas e fotoquímicas, por meio de sua modelagem matemática fenomenológica. A modelagem da degradação do fenol via processos Fenton e foto-Fenton proposta por este trabalho começa pela estequiometria dos dois processos, que descreve as reações químicas, térmicas e fotoquímicas existentes. A partir destas, é possível desenvolver o modelo cinético dos processos Fenton e foto-Fenton, no qual se determina a velocidade com que estas reações ocorrem. O passo seguinte é o da modelagem hidráulica (ou de escoamento) dos reatores de processo Fenton e foto-Fenton, sendo que para o segundo processo, o modelo deve levar em conta a propagação da radiação por dentro de reator. Foram realizados 3 experimentos de degradação de fenol via processo Fenton para análise das variações das concentrações de fenol, catecol e hidroquinona. Os dados experimentais são comparados com resultados simulados com intuito do ajuste das constantes cinéticas do modelo. Com as constantes ajustadas, são realizadas comparações entre os processos Fenton e foto-Fenton para análise de suas eficiências. A partir dos modelos matemáticos dos reatores de processos Fenton e foto-Fenton, é desenvolvido um modelo de otimização baseado em superestrutura de redes de reatores para a síntese de uma planta de tratamento de efluentes contaminados com fenol. Objetivou-se a redução dos custos de capital, operação e depreciação desta planta, sujeitos às restrições de projeto e ao modelo da superestrutura, resultando em modelos de programação não-linear inteira mista. Foram geradas soluções ótimas para o tratamento de efluentes contaminados com fenol em redes de um, dois e três reatores de POAs. / Toxic substances such as phenol and other aromatic compounds make the wastewater treatment by biological (aerobic or anaerobic) digestors more difficult. These toxic compounds in high concentrations are harmful for the biological sludge and they may render the treatment impractical. In recent decades, Advanced Oxidative Processes (AOPs) appeared as an alternative for the treatment of toxic compounds. AOPs degrade the organic compounds by generating strong oxidizing compounds, such as the hydroxyl radical, from reactants such as hydrogen peroxide. The Fenton and photo-Fenton processes make use of iron (II), a relatively inexpensive catalyst, to catalyze the hydrogen peroxide decomposition, reaction known as the Fenton reaction. Because of the complex nature of the mechanisms that take place in the Fenton and photo-Fenton processes, the understanding of the process kinetics, which involves thermal and photochemical reactions, becomes necessary through its first-principle mathematical modeling. The modeling of phenol degradation by the Fenton and photo-Fenton processes proposed in this work starts with the stoichiometry of the two processes that enumerates the existing thermal and photochemical reactions. Furthermore, it is possible to develop the Fenton and photo- Fenton kinetic model, which determines the reaction rates. The next step is to model the hydraulic (or flow) behavior of the Fenton and photo-Fenton process reactor, whereas the model for the latter must consider how the radiation propagates inside the reactor. Three experiments of the phenol degradation by the Fenton process were carried out to analyze the concentration variation for phenol, catechol and hydroquinone. The experimental data are compared with simulated results aiming the estimation of the kinetic constants of the model. Using the adjusted constants, the Fenton and photo-Fenton processes were compared to analyze their efficiencies. From the mathematical models of the Fenton and photo-Fenton process reactors, an optimization model based on reactor network superstructure is developed for the synthesis of a phenol contaminated wastewater treatment plant. The objective is to minimize the plant capital, operation and depreciation costs, subject to design constraints and to the superstructure model, thus resulting in mixed integer nonlinear programming models. Optimal solutions were generated for the phenol contaminated wastewater treatment in networks with one, two and three AOP reactors.

<p>Cilj&nbsp; ovog&nbsp; rada&nbsp; bio&nbsp; je&nbsp; ispitivanje&nbsp; mogućnosti&nbsp; primene&nbsp; modifikovanog&nbsp; bentonita&nbsp; kao katalizatora&nbsp; (ferioksalat&nbsp; i&nbsp; Al,&nbsp; Fe-bentonit&nbsp; katalizatori)&nbsp; u&nbsp; Fenton&nbsp; i&nbsp; foto-Fenton&nbsp; procesu&nbsp; uklanjanja tekstilne&nbsp; reaktivne&nbsp; boje&nbsp; Reactive&nbsp; Red&nbsp; 120.&nbsp; Do&nbsp; sada&nbsp; su&nbsp; objavljene&nbsp; studije&nbsp; primene&nbsp; heterogenog Fenton procesa sa različitim koncentracijama gvožđau katalizatorima i sa kompleksom ferioksalata,međutim, njihovo poređenje u smislu efikasnosti obezbojavanja nije istraženo, &scaron;to je bio jedan od fokusa&nbsp; istraživanja&nbsp; u&nbsp; ovom&nbsp; radu.&nbsp; Osim&nbsp; toga,&nbsp; potencijal&nbsp; sunčeve&nbsp; energije&nbsp; predstavlja&nbsp; 16,7%&nbsp; od ukupno&nbsp; iskoristivog&nbsp; potencijala&nbsp; obnovljivih&nbsp; izvora&nbsp; energije&nbsp; u&nbsp; Srbiji,&nbsp; dok&nbsp; je&nbsp; prosečno&nbsp; sunčevo zračenje&nbsp; u&nbsp; Srbiji&nbsp; oko&nbsp; 40%&nbsp; vi&scaron;e&nbsp; od&nbsp; evropskog&nbsp; proseka,&nbsp; čineći&nbsp; ga&nbsp; vrlo&nbsp; zanimljivim&nbsp; za&nbsp; primenu&nbsp; u ovom tipu tretmana. U cilju &scaron;to boljeg iskori&scaron;ćenjasunčevog zračenja i unapređenja fotokatalitičkih performansi&nbsp; procesa&nbsp; primenjen&nbsp; je&nbsp; parabolični&nbsp; koncentri&scaron;ući&nbsp; reaktor,&nbsp; koji&nbsp; je&nbsp; za&nbsp; ovu&nbsp; vrstu&nbsp; procesa prvi put upotrebljavan. Proučavano je u kojoj meri je solarna fotokataliza značajan segment tehnike za tretman otpadnih voda tokom degradacije perzistentnih jedinjenja, kao &scaron;to je organska azo boja. Takođe, utvrđen je i potencijal fotolize vodonik-peroksida za obezbojavanjem sintetičkog rastvora date&nbsp; boje.&nbsp; Prva&nbsp; faza&nbsp; imala&nbsp; je&nbsp; za&nbsp; cilj&nbsp; sintezu&nbsp; materijala&nbsp; primenom&nbsp; različitih&nbsp; metoda&nbsp; pripreme&nbsp; i<br />konstrukciju solarnog paraboličnog reaktora, koji će se koristiti u Fenton i foto-Fenton procesima degradacije boje Reactive Red 120. Druga faza je podrazumevala karakterizaciju novosintetisanih materijala i optimizaciju procesa fotokatalize primenom Fenton i foto-Fenton procesa i određivanje postignutih efikasnosti primenjenih procesa. Takođe, vr&scaron;eno je određivanje stepena mineralizacije i identifikacija degradacionih produkata nakon procesa degradacije tekstilne boje Reactive Red 120, kao&nbsp; i&nbsp; primena&nbsp; foto-Fenton&nbsp; procesa&nbsp; na&nbsp; realnom&nbsp; efluentu.&nbsp; Na&nbsp; osnovu&nbsp; dobijenih&nbsp; rezultata&nbsp; tokom primene Fenton procesa i kori&scaron;ćenjem oba tipa katalizatora u periodima niskog i visokog intenziteta zračenja,&nbsp; sa&nbsp; aspekta&nbsp; postizanja&nbsp; visoke&nbsp; efikasnosti&nbsp; obezbojavanja&nbsp; i&nbsp; najmanjeg&nbsp; izluživanja&nbsp; gvožđa,<br />može&nbsp; se&nbsp; zaključiti&nbsp; da&nbsp; je&nbsp; Fenton&nbsp; proces&nbsp; najefikasniji&nbsp; na&nbsp; pH&nbsp; vrednosti&nbsp; 3.&nbsp; AlFeB&nbsp; je&nbsp; pokazao&nbsp; veću reaktivnost čak i pri manje upotrebljenim dozama od0,05 g u odnosu na CuOFeB (0,2 g), kao i mogućnost&nbsp; manje&nbsp; upotrebe&nbsp; vodonik-peroksida&nbsp; od&nbsp; 2,5&nbsp; mM,&nbsp; za&nbsp; postizanje&nbsp; visoke&nbsp; efikasnosti obezbojavanja i postignut visok stepen mineralizacije. Vi&scaron;i intenzitet sunčevog zračenja omogućava odvijanje reakcije obezbojavanja na vi&scaron;im pH vrednostima primenom oba katalizatora tokom fotoFenton&nbsp; procesa.&nbsp; Ovo&nbsp; je&nbsp; posebno&nbsp; izraženo&nbsp; kod&nbsp; CuOFeB&nbsp; tokom&nbsp; letnjeg&nbsp; perioda&nbsp; (pH&nbsp; 7),&nbsp; čak&nbsp; i&nbsp; pri nižim dozama katalizatora. Međutim, najveći udeo u&nbsp; procesu obezbojavanja pri upotrebi CuOFeB katalizatora ima fotoliza vodonik-peroksida (80%). Suprotno ovim rezultatima, pri istim reakcionim uslovima,&nbsp; potrebna&nbsp; je&nbsp; veća&nbsp; količina&nbsp; AlFeB&nbsp; katalizatora&nbsp; (0,1&nbsp; g)&nbsp; i&nbsp; niža&nbsp; pH&nbsp; vrednost&nbsp; reakcije,&nbsp; a efikasnost&nbsp; procesa&nbsp; značajno&nbsp; zavisi&nbsp; od&nbsp; početne&nbsp; koncentracije&nbsp; H₂O₂.&nbsp; Činjenica&nbsp; da&nbsp; se&nbsp; u&nbsp; pripremi katalizatora koristio bentonit kao prirodan, &scaron;irokorasprostranjen i jeftin materijal i solarno zračenje kao obnovljiv i alternativni izvor fotona, gore navedene rezultate bi trebalo uzeti u obzir prilikom analize tro&scaron;kova efikasnosti primenjenog procesa. Takođe, primena unapređenih procesa oksidacije se&nbsp; razmatra&nbsp; kao&nbsp; predlog&nbsp; za&nbsp; najbolju&nbsp; dostupnu&nbsp; tehniku&nbsp; kada&nbsp; je&nbsp; u&nbsp; pitanju&nbsp; tretman&nbsp; otpadne&nbsp; vode tekstilne industrije, dok se kao dodatne nove tehnike uzimaju u obzir foto-oksidacije i ispitivanje mogućnosti&nbsp; njihove&nbsp; primene&nbsp; u&nbsp; preči&scaron;ćavanju&nbsp; otpadne&nbsp; vode&nbsp; u&nbsp; tercijarnom&nbsp; tretmanu&nbsp; na poluindustrijskim sistemima.<br />&nbsp;</p> / <p>The aim of this study was to investigate the decolorization efficiency of Reactive Red 120&nbsp; (RR120) synthetic solution using ferrioxalate (CuOFeB) and Al, Fe-bentonite (AlFeB) catalysts in&nbsp; Fenton&nbsp; and&nbsp; photo-Fenton&nbsp; process.&nbsp; So&nbsp; far,&nbsp; studies&nbsp; of the&nbsp; application&nbsp; of&nbsp; a&nbsp; solar-assisted&nbsp; heterogeneous Fenton process with various Fe loaded catalysts and with ferrioxalate complex have&nbsp; been published, but according to&nbsp;&nbsp; the author&rsquo;s knowledge, their comparison in terms of efficacy of&nbsp; decolorization&nbsp; has&nbsp; not&nbsp; been&nbsp; performed,&nbsp; which&nbsp; was&nbsp; one&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; focus&nbsp; of&nbsp; research&nbsp; in&nbsp; this&nbsp; paper.&nbsp; In addition, the potential of solar energy represents&nbsp; 16.7% of the total utilized&nbsp; potential of renewable&nbsp; energy sources in Serbia, while the average solar radiation in&nbsp; Serbia is&nbsp; about 40% higher than the&nbsp; European average, making it very interesting for&nbsp; application in this type of treatment. In order to&nbsp; optimize the use of solar radiation and to improve&nbsp; the photocatalytic performance of the process, parabolic&nbsp; concentrating&nbsp; reactor&nbsp; was&nbsp; used&nbsp; for&nbsp; the&nbsp; first&nbsp; time.&nbsp; As&nbsp; a&nbsp; significant&nbsp; segment&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; wastewater&nbsp; treatment&nbsp; technique&nbsp; during&nbsp; the&nbsp; degradation&nbsp; of&nbsp; persistent&nbsp; compounds,&nbsp; such&nbsp; as&nbsp; organic azo dye, solar photocatalysis was studied. Also, the potential of photolysis of hydrogen peroxide for&nbsp; decolorization of the synthetic dye solution was determined. Aim of the first phase of the study was synthesizing&nbsp; materials&nbsp; by&nbsp; using&nbsp; different&nbsp; methods&nbsp; of&nbsp; preparation,&nbsp; and&nbsp; construction&nbsp; of&nbsp; a&nbsp; solar&nbsp; parabolic reactor, which will be used in Fenton andphoto-Fenton dye degradation processes. The second phase involved the characterization of newlysynthesized materials and the optimization of the&nbsp; photocatalytic&nbsp; process&nbsp; by&nbsp; applying&nbsp; Fenton&nbsp; and&nbsp; photo-Fonton&nbsp; processes,&nbsp; as&nbsp; well&nbsp; as&nbsp; the&nbsp; determination&nbsp; of&nbsp; achieved efficiency&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; appliedprocesses.&nbsp; Also, the degree&nbsp; of mineralization and the identification of degradation products after applied processes were determined. Application&nbsp; of the photo-Fenton process on a real effluent was conducted as well. Based on the obtained results&nbsp; during&nbsp; Fenton&nbsp; process&nbsp; and&nbsp; using&nbsp; both&nbsp; types&nbsp; of&nbsp; catalysts&nbsp; in&nbsp; periods&nbsp; of&nbsp; low&nbsp; and&nbsp; high&nbsp; intensity&nbsp; of&nbsp; radiation, from the aspect of achieving high efficiency of decolorization and smallest iron leaching,&nbsp; it&nbsp; can&nbsp; be&nbsp; concluded&nbsp; that&nbsp; the&nbsp; Fenton&nbsp; process&nbsp; is&nbsp; most effective&nbsp; at&nbsp; pH&nbsp; 3.&nbsp; AlFeB&nbsp; showed&nbsp; greater&nbsp; reactivity even at less used doses of 0.05&nbsp; g, compared to CuOFeB (0.2 g), and the possibility of using&nbsp; less&nbsp; hydrogen&nbsp; peroxide&nbsp; (2.5&nbsp; mM),&nbsp; achieving&nbsp; high&nbsp; efficiency&nbsp; and&nbsp; a&nbsp; high&nbsp; degree&nbsp; of mineralization. Higher intensity of solar radiationallows the reaction to be carried out at higher pH values when using both catalysts during the photo-Fenton process. This is particularly pronounced largest part in the decolorization process using the CuOFeB catalyst has&nbsp; a photolysis of hydrogen peroxide&nbsp; (80%).&nbsp; Contrary&nbsp; to&nbsp; these&nbsp; results,&nbsp; under&nbsp; the&nbsp; same&nbsp; reaction&nbsp; conditions,&nbsp; a&nbsp; higher&nbsp; doses&nbsp; of AlFeB catalyst (0.1 g) is needed at lower pH value&nbsp; of the reaction, and the process efficiency is significantly dependent on the initial concentration of H ₂O₂. The fact that in the preparation of the catalysts bentonite as a natural, abundant, inexpensive material was used and solar&nbsp; radiation as a renewable and alternative source of photons, the above results should&nbsp; be taken into account in the cost-effectiveness&nbsp; analysis&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; applied&nbsp; process. Also,&nbsp; the&nbsp; application&nbsp; of&nbsp; advanced&nbsp; oxidation processes is considered as a proposal&nbsp; for the best available technique when it comes to the treatment of&nbsp; wastewater&nbsp; from&nbsp; the&nbsp; textile&nbsp; industry,&nbsp; while&nbsp; as&nbsp; additional&nbsp; new&nbsp; techniques,&nbsp; photooxidation&nbsp; is considered as a candidate and the possibility of their application in the treatment of wastewater in tertiary treatment on semi-industrial systems.</p>

Espécies nitrogenadas vem sendo adicionadas ao meio ambiente de forma intensa desde o desenvolvimento do processo Haber-Bosch para transformação de N2 em NH3, alterando significativamente o ciclo biogeoquímico do nitrogênio no ambiente. Uma vez na atmosfera, o nitrogênio reativo é depositado de volta à superfície da Terra por processos de deposição úmida e seca. A importância de levar em conta as formas orgânicas de nitrogênio para estimar a deposição de nitrogênio atmosférico pela chuva (úmida) já é conhecida, no entanto, ainda há poucos trabalhos que avaliam essa fração devido às dificuldades e incertezas impostas pelos métodos analíticos disponíveis. Este trabalho traz o desenvolvimento de um novo método, simples e de baixo custo, para a determinação de nitrogênio orgânico (N-org) em água de chuva utilizando o processo foto-Fenton e um foto-reator construído de forma artesanal. Por meio da adição de solução de Fenton (50 µmol L-1 Fe2+ e 2 mmol L-1 H2O2) e 90 min de radiação UV (85 °C) foi possível obter em média 106 ± 8% de recuperação de nitrogênio para soluções contendo 50 µmol N L-1 das moléculas modelos: ureia, serina, glicina e histidina. No caso da arginina, 90 min de radiação foi suficiente para degradar soluções contendo 10 µmol N L-1. O reator comercial se mostrou mais eficiente na degradação dos compostos testados (30 min), no entanto, com um tempo de 75 min, o reator artesanal atingiu os mesmos resultados. Com o uso de 0,2 g L-1 TiO2 e 120 min de radiação UV, também foi possível obter resultados satisfatórios. Porém, esse método possuiu valores de branco elevados, havendo necessidade de filtrar as amostras irradiadas antes da análise, adicionando tempo e custo ao procedimento analítico. O método desenvolvido utilizando foto-Fenton foi aplicado para a determinação de N-org em amostras de água de chuva coletadas na cidade de Ribeirão Preto (SP) de 2013 a 2017. A concentração de N-org variou de 3,5 a 195 µmol N L-1 com concentração média ponderada pelo volume (MPV) de 17,7 ± 1,0 µmol N L-1 (n=236). Essa média foi maior que aquelas obtidas em água de chuva de várias partes do mundo, podendo ser atribuída a elevada queima de biomassa na região de estudo. As concentrações de aminoácidos livres dissolvidos (AA) representaram em média 15 ± 12% (n=144) em relação à fração orgânica de nitrogênio na chuva, enquanto as concentrações de ureia foram próximas ou inferiores ao limite de quantificação do método (0,5 µmol N L-1). Considerando toda série temporal iniciada no mesmo sítio amostral desde 2005, as concentrações MPV calculadas para os íons NH4+ foi de 22,2 ± 1,1 µmol L-1 (n=460), NO3- de 13,3 ± 0,6 µmol L-1 (n=466), sendo que a concentração de NO2- foi irrelevante. Foram obtidas concentrações significativamente mais elevadas (teste-t, P=0,05) de NH4+, NO3-, N-org e AA no período de safra da cana (seco) com relação à entressafra (chuvoso), para todos os anos avaliados. Apesar da colheita manual da cana ter sido drasticamente reduzida, o fato de manter a mesma tendência sazonal desde 2005, demonstra que a prática da queima de biomassa ainda é intensa na região. O uso de fogo para manejo na área rural ainda é comum, além de haver grandes áreas queimadas de forma acidental. A deposição úmida de nitrogênio (N-org + NH4+ + NO3-) para Ribeirão Preto foi de 10,5 kg (N) ha-1 ano-1, sendo que a fração orgânica representou 33% dessa deposição, demonstrando a importância de se determinar N-org para melhor estimar os fluxos atmosféricos de deposição. A massa estimada de nitrogênio depositada pela chuva é cerca de 16% do nitrogênio aplicado por meio de fertilizantes em culturas de cana. Somando as deposições de nitrogênio pelo material particulado, pela fase gasosa, e úmida, esta última representa 71% do fluxo atmosférico de nitrogênio. Nesse contexto, a fração orgânica corresponde a 24% da deposição total, sendo que este valor ainda pode estar sendo subestimado, pois as concentrações de N-org no material particulado não foram determinadas. A simplicidade e exatidão do método aqui proposto pode facilitar a aquisição de dados de N-org na chuva de outras partes do mundo, melhorando assim o conhecimento sobre o ciclo biogeoquímico global do nitrogênio. / Nitrogen species have been intensively added to the environment since the development of Haber-Bosch process for N2 transformation to NH3, significantly altering the biogeochemical cycle of nitrogen. Once in the atmosphere, reactive nitrogen is deposited back to the Earth\'s surface by wet and dry deposition processes. The importance of taking into account the organic forms of nitrogen to estimate atmospheric nitrogen deposition by rain is already known. However, few studies evaluated this fraction due to the difficulties and uncertainties imposed by the available analytical methods. This work presents the development of a new, simple and low-cost method for the determination of organic nitrogen (N-org) in rainwater using photo-Fenton process and a homemade photo-reactor. By adding Fenton solution (50 mol L-1 Fe2+ and 2 mmol L-1 H2O2) and keeping the reaction under UV radiation for 90 min (85 °C), it was possible to obtain an average of 106 ± 8% nitrogen recovery for solutions containing 50 mol N L-1 of the model molecules: urea, serine, glycine and histidine. In the case of arginine, 90 min of radiation was sufficient to degrade solutions containing 10 mol N L-1. A commercial reactor showed to be more efficient in degradation of the tested compounds (30 min). However, with a time of 75 min, the homemade reactor achieved the same results. With 0.2 g L-1 TiO2 and 120 min of UV radiation, it was also possible to obtain satisfactory results. Nevertheless, this method had high blank values, and filtration of irradiated samples before the analysis was necessary, which increased time and cost to the analytical procedure. The developed method using photo-Fenton was applied to determine N-org in rainwater samples collected in Ribeirão Preto city (SP) from 2013 to 2017. N-org concentrations ranged from 3.5 to 195 mol N L-1 with a volume-weighted mean concentration (VWM) of 17.7 ± 1.0 mol N L-1 (n = 236). This value was higher than those reported for rainwater from different parts of the world, and this fact can be attributed to the high biomass burning in the study region. Dissolved free amino acids (AA) mean concentrations represented 15 ± 12% (n = 144) of the organic nitrogen fraction in rain, while urea concentrations were close to or below the limit of quantification of the method (0.5 mol N L-1). Considering all temporal series, initiated in 2005 at the same sampling site, the VWM concentration calculated for NH4+ ions was 22.2 ± 1.1 mol L-1 (n = 460) and for NO3- was 13.3 ± 0.6 mol L-1 (n = 466), while NO2- mean concentration was irrelevant. Significantly higher concentrations (t-test, P = 0.05) of NH4+, NO3-, N-org and AA were obtained during the harvest period (dry season) in relation to the non-harvest one (rainy season), for all evaluated years. Although manual harvesting was drastically reduced, the fact that the same seasonal trend has been maintained since 2005 demonstrates that the practice of biomass burning is still intense in the region. In rural area, using fire for land management is still common, in addition to large areas burned by unintentional fires. Nitrogen deposition (N-org + NH4+ + NO3-) in Ribeirão Preto was 10.5 kg (N) ha-1 year-1, and the organic fraction represented 33% of this deposition, demonstrating the importance of determining N-org to better estimate the atmospheric deposition fluxes. The estimated mass of nitrogen deposited by rain represents approximately 16% of the nitrogen introduced by fertilizers in sugarcane crops. Summing up the nitrogen deposition by particulate matter, by gas phase, and by rain, the latter represents 71% of the atmospheric nitrogen flux. In this context, the organic fraction corresponds to 24% of the total deposition, and this value may still be underestimated, since N-org concentrations in particulate matter were not determined. The simplicity and accuracy of the method proposed here may facilitate acquisition of N-org data in rainwater from other parts of the world, thus improving the knowledge on the global biogeochemical cycle of nitrogen.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-06-25T17:48:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Davi Simao Galvao.pdf: 1029030 bytes, checksum: 99c884860ac3a4a739e68c8582f89c21 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-25T17:48:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Davi Simao Galvao.pdf: 1029030 bytes, checksum: 99c884860ac3a4a739e68c8582f89c21 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Com o aumento da população nas últimas décadas, consequentemente aumenta o número de indústrias para suprir as necessidades básicas da população. Dentre essas empresas, a indústria que ganha destaque na região do Paraná é o setor têxtil, onde ocupa o 2º maior pólo confeccionista do Brasil. O grande problema desse setor é que durante o beneficiamento dos tecidos 10-15% dos corantes são lixiviados ao meio ambiente, acarretando sérios danos ao próprio meio ambiente. Desta forma, buscam-se métodos mais eficientes para degradação desta matéria orgânica poluidora, dentre os métodos alternativos que têm sido estudados o Processo Avançado Oxidativo (PAO) é baseado na geração do radical hidroxila (HO•), que é um forte agente oxidante levando a oxidação da matéria orgânica. Esse processo ainda pode ser dividido em vários tipos, como processos com e sem radiação, homogêneos e heterogêneos. Assim o objetivo deste trabalho foi estudar a degradação de um efluente têxtil real utilizando o processo “tipo-Fenton”, onde utiliza-se os filtros de cigarros como material suporte para a imobilização de íons férricos. Para monitorar a degradação foi utilizado técnicas analíticas como Carbono Orgânico Total (COT), Demanda Química de Oxigênio (DQO),Turbidez, Cor, detecção de Ferro Total, e a detecção de peróxido de hidrogênio. Os resultados mostraram que no reator contínuo o COT foi reduzido em 78,62%, a DQO em 64%, a turbidez 65,5%, enquanto que a cor 42% em 90 minutos de reação. A lixiviação de ferro total foi de 0, 072 mg L-1 e o peróxido residual foi 29 mg L-1. Isso mostra a eficiência desse método para tratamento de efluentes têxteis. / With the increase of the population in the last decades, consequently the number of industries increases to satisfy the basic necessities of the population. Among these companies, the industry that stands out in the region of Paraná is the textile sector, where it occupies the second largest confectionary pole in Brazil. The biggest problem of this sector is that during the processing of the tissues 10-15% of the dyes are leached to the environment, causing serious damages to the own environment. The Oxidative Advanced Process (PAO) is based on the generation of the hydroxyl radical (HO•), which is a strong oxidizing agent leading to the oxidation of organic problem. This process can still be divided into several types, such as homogeneous and heterogeneous processes with and without radiation. Thus the objective of this work was to study the degradation of a real textile effluent using the "Fenton-like" process, where the cigarette filters are used as support material for the immobilization of ferric ions. To monitor the degradation, analytical techniques such as Total Organic Carbon (TOC), Chemical Oxygen Demand (COD), Turbidity, Color, Total Iron Detection and the detection of hydrogen peroxide.The results showed that in the continuous reactor the TOC was reduced by 78.62%, the COD by 64%, the turbidity 65.5%, while the color 42% by 90 minutes of reaction. Total iron leaching was 0.072 mg L-1 and the residual peroxide was 29 mg L-1. This shows us the efficiency of this method for treatment of textile effluents.