Tratamento de efluente da indústria de cosméticos via reagente de Fenton e adsorção

• Main Author: Pereira, Lisiée Manzoli Gonçaves
• Other Authors: Ostroski, Indianara Conceição
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Goiás 2018
• Subjects: Integração de tecnologias; Parâmetros ambientais; Caracterização física e química; Processos oxidativos avançados; Technology integration; Environmental parameters; Physical and chemical characterization; Advanced oxidation processes; ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
• Online Access: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/8452

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Therefore, this work aims at integrating two treatment technologies, Fenton’s reagent and adsorption, in order to achieve maximum removal efficiency in the values of environmental and water quality control parameters. Wastewater from a cosmetics industry in the metropolitan area of Goiania (state of Goias, Brazil) was used as object of this study. The environmental parameters analyzed were: color (via absorbance analysis), total iron, organic matter (via chemical oxygem demand analysis), total phenols, pH, turbidity, conductivity, dissolved oxygen, initial and residual H2O2 and total solids. They were analyzed on the pretreated wastewater, after the Fenton’s reagent treatment, after adsorption, and after the combined processes. The adsorbent was characterized by elemental analysis (CHN), thermogravimetry (TG/DTA), adsorption and desorption of N2 and infrared spectroscopy. In the Fenton’s reagent treatment, factorial design 23 was performed for the factors: Fe2+ and H2O2 concentrations and pH, in order to outline the process parameters. From these data, other Fenton assays were performed by opening Fe2+, H2O2 and pH concentration bands to evaluate their influence on the removal of the environmental parameters mentioned above. The best results were obtained in Fe2+ 184.21 mg L-1; H2O2 concentration at 1300 mg L-1, and pH at 3.5. Subsequently, the wastewater treated via Fenton’s reagent was subjected to the adsorption process, in which seven types of activated carbon were tested. The activated charcoal which presented the best efficiency at removing environmental parameter values was submitted to kinetic tests at different temperatures and contact times. The equilibrium time was reached in 16 minutes (tested in the range of 4min to 24h), and for the different temperatures it was observed that its increase did not contribute significantly to the process efficiency (tested in the range of 20 to 60ºC). The integration of the two technologies presented the following percentages of global variation: chemical oxygem demand: -73.58%; turbidity: -97.65%; conductivity: -5.36%; dissolved oxygen: + 141.24%; total phenols: -81.77%; total iron: -69.97%; hydrogen peroxide: -97.78%; total solids: -46.37%; total fixed solids: -30.57%; total volatile solids: -46.65%; absorbance at 200 nm: -36.38%; absorbance at 400 nm: -77.37%. The pH, total iron and hydrogen peroxide parameters were controlled in the Fenton’s reagent process. === O efluente gerado pelas indústrias de cosméticos, proveniente de processos industriais, lavagens de tanques e descarte de lotes falhos, são altamente recalcitrantes devido à sua complexa composição química. A deposição de tais líquidos em corpos d’água deve seguir uma série de valores de parâmetros ambientais legislados para que não afetem de maneira negativa os meios receptores e seus ecossistemas. Por vezes, os métodos tradicionais de tratamento de efluentes não conseguem remover seu potencial poluidor de maneira satisfatória. Assim, a proposta deste trabalho foi integrar duas tecnologias de tratamento, reagente de Fenton e adsorção, a fim de alcançar máxima eficiência de remoção nos valores dos parâmetros de controle ambiental. O efluente real de uma indústria de cosméticos na região metropolitana de Goiânia foi utilizado como objeto de estudo. Os parâmetros ambientais analisados foram cor (por absorbância), ferro total, matéria orgânica (por demanda química de oxigênio), fenóis totais, pH, turbidez, condutividade, oxigênio dissolvido, H2O2 inicial e residual e sólidos totais, nos efluentes pré-tratado, pós-Fenton e final (pós-Fenton seguido de adsorção). O adsorvente foi caracterizado por análise elementar (CHN), termogravimetria (TG/DTA), adsorção e dessorção de N2 e espectroscopia de infravermelho. Para dar início ao tratamento via reagente de Fenton, foi realizado planejamento fatorial 23, para os fatores, concentração de Fe2+, concentração de H2O2 e valor de pH, a fim de delinear os parâmetros do processo. Destes dados, outros ensaios de Fenton foram realizados abrindo-se faixas de concentração de Fe2+, H2O2 e valor de pH, para avaliar a influência dos mesmos na remoção dos parâmetros ambientais supracitados. Os melhores resultados foram obtidos em concentração de Fe2+ 184,21 mg.L-1; concentração de H2O2 em 1300 mg L-1, e pH em 3,5. Em seguida, o efluente pós Fenton foi utilizado no processo de adsorção, em que foram testados sete tipos de carvões ativados nos ensaios. Para o carvão ativado que apresentou melhores resultados para os parâmetros ambientais supracitados, foram realizados testes cinéticos em batelada e com diferentes temperaturas. Na cinética, o tempo de equilíbrio foi atingido em 16 minutos (teste na faixa de 4min-24h), e para as diferentes temperaturas observou-se que o aumento da mesma não contribuiu significativamente na eficiência do processo (teste na faixa de 20 - 60ºC). A integração das duas tecnologias apresentou os seguintes percentuais de variação globais: demanda química de oxigênio: -73,58%; turbidez: -97,65%; condutividade: -5,36%; oxigênio dissolvido: +141,24%; fenóis totais: -81,77%; ferro total: -69,97%; peróxido de hidrogênio: -97,78%; sólidos totais: -46,37%; sólidos fixos totais: -30,57%; sólidos voláteis totais: -46,65%; absorbância em 200nm: -36,38%; sbsorbância em 400nm: -77,37%.