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Previous issue date: 2009-02-13 / The main environmental impacts caused by the dairy industries are related to discharge of liquid effluents, usually without any kind of control or treatment. The dairy
effluent is characterized by high content of organic matter, being important the implementation of techniques for its effective treatment and low cost. This study aims to
evaluate the performance of a flotation column operating in batch for the pre-treatment of a dairy effluent. The first step was to investigate the processes of flocculation / sedimentation and flotation of a synthetic dairy effluent in the isoelectric point. This was prepared by the addition of milk powder to water under mechanical stirring, to obtain a homogeneous suspension. It was used a milk concentration of 6.5% (w/v), aiming simulate the characteristics of a real effluent. The optimal condition of flocculation was determined using a jar test by the addition of an aqueous solution of HCl 1:10 (v/v). Settling tests using the flocculated suspension were performed in duplicate through the observation of the displacement of flocs along the time. Flocs density was evaluated through centrifugal technique and the flocs diameter was determined according equations that describe the flocculent systems fluidodynamic. Flotation test was carried out in a column operating in batch. The optimal condition of flocculation was observed at pH 4.0, with a flocs recovery efficiency of 88% in the jar test. Settling tests showed that after 15 minutes flocs had already reached the compactation region, being observed a stabilization of the sediment height. Settling maximum velocity was similar for both experiments, with values of 0.97 cm/min and 0.84 cm/min. Density and flocs diameter were 1,016±0,012 g/cm3 and 275 mm, respectively, and the solids recovery efficiency was 93%, demonstrating the efficiency of the flocculation/sedimentation process for primary treatment of a flocculated synthetic dairy effluent. Moreover, flotation was not satisfactory, with a effluent sedimentation in the flotation column. In the second stage of work was used an industrial dairy effluent (obtained from cheese processing) from a small industry located in the agreste region of Pernambuco State. Physical-chemical characterization of effluent was made to determine the contents of protein, ash, lipids, carbohydrates and pH. The effluent had approximately 5 g/100mL carbohydrates, 0.8 g/100mL of proteins and lipids of 0.6 g/100mL and pH 5.0. The visual observation of flocs formation in the range pH 2,5 to pH 5,5 was not possible. A factorial design was used to evaluate the efficiency of the flotation column to remove the COD content, and the variables investigated were pH and air flow. The maximum removal of COD (70%) was achieved for an air flow of 1.362 mL/min, while pH was not statistically significant. Flotation efficiency reaches 76% in the presence of a flocculating agent in a concentration of 0.1%. The effluent showed low hydrophobicity, isoelectric point at pH 4.0 and mean particle diameter of 0.43mm. Experimental data were fitted satisfactorily to a first-order kinetic model / Os principais impactos ambientais causados pelas indústrias de laticínios estão relacionados ao lançamento dos efluentes líquidos, geralmente sem nenhum tipo de controle ou tratamento. O efluente lácteo é caracterizado pelo elevado teor de matéria orgânica, sendo de fundamental importância a implementação de técnicas de tratamento eficazes e de baixo custo. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de uma coluna de flotação operando em batelada para o pré-tratamento de um efluente lácteo. A primeira etapa consistiu em investigar os processos de floculação/sedimentação e flotação de um efluente lácteo sintético em seu ponto isoelétrico. Este foi preparado pela adição de leite em pó à água, sob agitação mecânica, de maneira a obter-se uma suspensão homogênea. Foi utilizada uma concentração de leite de 6,5% (p/v), visando simular as características de um efluente real. A condição ótima de floculação foi determinada através do teste de jarro pela adição de uma solução aquosa de HCl na proporção de 1:10 (v/v). Testes de sedimentação da suspensão na condição ótima de floculação foram realizados em duplicata por meio da observação do deslocamento da altura de flocos em função do tempo. A densidade dos flocos foi avaliada por meio da técnica de centrifugação e o diâmetro dos flocos foi determinado de acordo com equações que descrevem a fluidodinâmica de sistemas floculentos. O ensaio de flotação foi realizado em uma coluna operando em batelada. A condição ótima de floculação foi observada a pH 4,0, sendo obtida uma eficiência de recuperação dos flocos de 88% no teste de jarro. Os ensaios de sedimentação demonstraram que após cerca de 15 minutos os flocos já atingiam a região de compactação, sendo observada uma estabilização da altura do sedimento. A velocidade máxima de sedimentação observada foi semelhante para ambos os experimentos, com valores de 0,97 cm/min e 0,84 cm/min. A densidade e o diâmetro médio dos flocos foram de 1,016±0,012 g/cm3 e 275 mm, respectivamente, e o percentual de recuperação dos sólidos foi de 93%, demonstrando a eficiência do processo de floculação/sedimentação para o tratamento primário de efluente lácteo sintético floculado. Por outro lado, a flotação não foi satisfatória, sendo observada a sedimentação dos flocos na coluna de flotação. Na segunda etapa do trabalho foi utilizado um efluente lácteo industrial (soro de queijo), obtido de uma pequena indústria localizada no Agreste pernambucano. A caracterização físico-química do efluente foi realizada em termos do teor de proteínas, cinzas, lipídios, carboidratos e pH. O efluente apresentou aproximadamente 5 g/100mL de carboidratos, 0,8 g/100mL de proteínas e 0,6 g/100mL de lipídios e um pH igual a 5,0. Não foi possível a observação visual de formação de flocos variando-se o pH da suspensão entre 2,5 e 5,5. Um Vilar, A.C. Utilização da flotação em coluna para o tratamento de efluente da indústria Láctea planejamento fatorial foi empregado para avaliar a eficiência da coluna de flotação na remoção da DQO do efluente, tendo como variáveis o pH e a vazão de ar do sistema. A máxima remoção de DQO (70%) foi atingida para uma vazão de ar de 1.362 mL/min, enquanto que o pH não apresentou-se como uma variável significativa. A eficiência de
flotação atinge 76% na presença de um floculante catiônico a uma concentração de 0,1%. O efluente apresentou baixa hidrofobicidade, ponto isoelétrico a pH 4,0 e diâmetro médio de partícula de 0,43 mm. Os dados experimentais foram ajustados de maneira satisfatória a um modelo cinético de primeira ordem
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.unicap.br:tede/591 |
| Date | 13 February 2009 |
| Creators | Vilar, Andréa Cavalcante |
| Contributors | Luna-finkler, Christine Lamenha, Baltar, Carlos Adolpho Magalhães, Santos, Valdemir Alexandre dos |
| Publisher | Universidade Católica de Pernambuco, Mestrado em Desenvolvimento de Processos Ambientais, UNICAP, BR, Desenvolvimento de Processos Ambientais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNICAP, instname:Universidade Católica de Pernambuco, instacron:UNICAP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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