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Previous issue date: 2015-09-30 / Advanced oxidation processes are consolidated technologies when it comes to
treatment of industrial wastewater. Such processes are based on the generation of the
hydroxyl radical (• HO), with high potential to oxidize organic matter (2,8eV). These, because
they are poorly selective and highly reactive, oxidize the organic matter from promoting an
increase in the biodegradable fraction to a possible complete mineralization of the
contaminant in the wastewater. Among the advanced oxidation processes, the Fenton’s
reagent stands out for its simplicity, low treatment time and low economic value. This
reaction proceeds by catalytic decomposition of hydrogen peroxide (H2O2), in acid pH, by
oxidizing Fe+2 to Fe+3 with the subsequent generation of the hydroxyl radical. In the Fenton’s
reaction, some intermediate reactions give a unique characteristic to the process during the
treatment which stand out hydrolysis of Fe+2 and Fe+3 forming a series of aqueous ferrous and
ferric complexes which enable the occurrence of Process coagulation / flocculation with
subsequent formation of sludge. The integration of these two technologies confers the treated
wastewater a significant increase in contaminant removal, because, from this stage, the
process of sedimentation, there is the drag of a large amount of non-degraded organic matter
via chemical oxidation, in the form of sludge. In this work the application of integrated
Fenton’s reaction to coagulation / flocculation in the treatment of cosmetic wastewater
sunscreen lotion production line. The treatment was performed at Jar Test equipment with one
liter volume: carried out rapid mixing at 300 rpm for 20 seconds after the addition of ferrous
sulfate heptahydrate, subsequently slow mixing at 30 rpm for 6 minutes and 10 seconds after
the addition of hydrogen peroxide. After this sequence, each test was allowed to rest on
sedimentation for 60 minutes. The entire process took place at ambient temperature. At first
the treatment was executed in a simulated wastewater from a sunscreen acquired in a
cosmetics industry in the metropolitan area of Goiânia. After optimization of the
concentration of 22,12 mgL-1 Fe+2, 500 mgL-1 H2O2 and pH 4.0, we observed a reduction of
82.56% in the chemical oxygen demand (COD) , 97.33% and 98.00% in turbidity in
absorbance which indicated a high efficiency of the treatment in regard to an adjustment to
CONAMA Resolution 430 2011. Other parameters were analyzed in order to obtain reliable
information about the proposed treatment, and a reduction of 91.49% of Total Organic Carbon
(TOC), 99.67% of oils and greases, 98.81% of total suspended solids (TSS), 73.05% of
surfactants and 64.68 % of total phenols. The total treatment time was 226 minutes and 30
seconds. With these removal treatment with the actual wastewater was considered extremely
efficient for a possible application of this methodology in the industrial segment, it should be
observed that when applied in an isolated way, the advanced oxidation processes do not have
good efficiency, however, in this study the treatment means Fenton’s reaction integrated
technology coagulation / flocculation has a high capacity for a full-scale application in the
cosmetic segment. / Os processos oxidativos avançados são tecnologias consolidadas em se tratando de tratamento
de efluentes industriais. Tais processos são baseados na geração do radical hidroxila (•OH)
que possui elevado potencial de oxidar a matéria orgânica (2,8eV). Estes, por serem pouco
seletivos e altamente reativos, oxidam a matéria orgânica promovendo desde um aumento na
fração biodegradável até uma possível mineralização total do contaminante presente no
efluente. Dentre os processos oxidativos avançados, o reagente de Fenton se destaca pela sua
simplicidade, baixo tempo de tratamento e baixo valor econômico. Esta reação se processa
pela decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio (H2O2), em meio ácido, através da
oxidação de Fe+2 a Fe+3 com a posterior geração do radical hidroxila. Durante a reação de
Fenton, algumas reações intermediárias dão ao processo uma particularidade ímpar durante o
tratamento, das quais, se destacam a hidrólise dos íons Fe+2 e Fe+3 formando uma série de
complexos aquo-ferrosos e férricos que possibilitam a ocorrência do processo de
coagulação/floculação com a posterior formação de lodo. A integração destas duas
tecnologias confere ao efluente tratado um aumento significativo na remoção de
contaminantes, pois, a partir desta etapa, com o processo de sedimentação, ocorre o arraste de
grande quantidade da matéria orgânica não degradada via oxidação química, na forma de
lodo. Neste trabalho foi estudada a aplicação da reação de Fenton integrada à
coagulação/floculação no tratamento de efluente cosmético da linha de produção de filtro
solar. O tratamento foi realizado no equipamento JAR TEST com volume de um litro:
Realizou-se a mistura rápida a 300 rpm por 20 segundos, logo após a adição de sulfato ferroso
hepta-hidratado, posteriormente a mistura lenta, a 30 rpm por 6 minutos e 10 segundos com a
adição de peróxido de hidrogênio. Após esta sequência, cada teste ficou em repouso para
sedimentação por 60 minutos. Todo processo ocorreu em temperatura ambiente. Em um
primeiro momento o tratamento foi realizado em um efluente simulado a partir de um filtro
solar adquirido em uma indústria cosmética da região metropolitana de Goiânia. Após a
otimização da concentração de 22,12 mgL-1 de Fe+2, 500 mgL-1 H2O2 e valor de pH 4,0, foi
possível observar uma redução de 82,56% na Demanda Química de Oxigênio (DQO), 97,33%
na turbidez e 98,00% na absorvância o que indicou uma elevada eficiência do tratamento no
que diz respeito a uma adequação à resolução CONAMA 430 de 2011. Outros parâmetros
foram analisados a fim de obter informações mais seguras a cerca do tratamento proposto, e
com redução de 91,49% de Carbono Orgânico Total (COT), 99,67% de óleos de graxas,
98,81% de sólidos suspensos totais (SST), 73,05% de surfactantes e 64,68% de fenóis totais, a
reação de Fenton foi considerada um processo de elevada eficiência no tratamento de efluente
da linha de produção de filtro solar. Após a aplicação deste tratamento em efluente simulado,
o próximo passo foi à aplicação da metodologia ao efluente cosmético real da linha de
produção de filtro solar. Com o processo de otimização, a concentração “ótima” de Fe+2 e
H2O2 foi de 110 mgL-1 e 700 mgL-1, respectivamente e um valor de pH 4,5. Nestas condições,
as mesmas análises do efluente simulado foram realizadas e os valores de remoção foram
90,75% de Demanda Química de Oxigênio (DQO), 99,61% de turbidez, 98,24% de
absorvância, 96,24% de Carbono Orgânico Total (COT), 99,26% de óleos e graxas, 97,36%
de sólidos suspensos totais (SST), 73,12% de surfactantes e 81,85% de fenóis totais. O tempo
total de tratamento foi de 226 minutos e 30 segundos. Com estas remoções o tratamento com
o efluente real foi considerado de extrema eficiência para uma possível aplicação da
metodologia no segmento industrial, cabe salientar que quando aplicados de maneira isolada,
os processos oxidativos avançados não apresentam boa eficiência, no entanto, neste trabalho o
tratamento via reação de Fenton integrado à tecnologia coagulação/floculação apresentou
elevada capacidade para uma aplicação em escala real no segmento cosmético.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/5606 |
| Date | 30 September 2015 |
| Creators | Morais, Weberson de Oliveira |
| Contributors | Brito, Núbia Natália de, Brito, Núbia Natália de, Arruda, Andréa Fernandes, Longhin, Sandra Regina |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Química (IQ), UFG, Brasil, Instituto de Química - IQ (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 663693921325415158, 600, 600, 600, 7826066743741197278, 1571700325303117195 |
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