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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11906
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Tratamento de efluente têxtil empregando o processo fotocatalítico combinado com o biológico |
Título(s) alternativo(s): | Textile effluent treatment using the combination of photocatalytic and biological processes |
Autor: | Braga, Kézia Lisboa ![]() |
Primeiro orientador: | Araujo, Lucia Regina Raddi de |
Primeiro membro da banca: | Gonçalves, Márcia Monteiro Machado |
Segundo membro da banca: | Zotim, Fátima Maria Zanon |
Terceiro membro da banca: | Scofield, Cynthia Fraga |
Quarto membro da banca: | Cammarota, Magali Christe |
Resumo: | A indústria têxtil demanda grande consumo de água em suas atividades, além de utilizar corantes, tensoativos e aditivos que geralmente são compostos orgânicos de estruturas complexas. Consequentemente, o efluente gerado em todo o processo produtivo possui uma alta carga poluidora e tóxica, sendo de difícil degradação por tratamentos convencionais. Diante disso, este estudo visa investigar a degradação de efluente têxtil real através da combinação de um processo oxidativo avançado (POA) e o tratamento biológico aeróbio. Foram utilizados, neste estudo, dois efluentes têxteis reais oriundos de indústrias diferentes. O POA empregou a fotocatálise heterogênea com Fe/TiO2 sob a radiação visível. O catalisador de Fe/TiO2 foi preparado pela impregnação do TiO2 P25 comercial, utilizando o sal Fe(NO3)3.9H2O, sendo que o material obtido foi tratado por secagem a 100ºC. As condições reacionais, como o tempo de reação, a concentração de catalisador e a vazão de ar utilizadas na fotocatálise heterogênea foram definidas por um estudo de planejamento de experimentos empregando-se um delineamento composto central rotacional 23 (DCCR), visando encontrar a condição mais favorável para a degradação do efluente têxtil. . A descoloração do efluente foi avaliada através da varredura em espectrofotômetro UV-VIS, entre 400 e 700 nm, enquanto que a remoção de matéria orgânica foi determinada através da análise de Carbono Orgânico Total (COT) e da demanda química de oxigênio (DQO). Nos ensaios fotocatalíticos, a melhor condição observada alcançou descoloração de 45% em 150 min de reação e remoção de COT e DQO de 25%. Entretanto, o efluente se mostrou extremamente tóxico. Na etapa do tratamento biológico, que teve duração de 72 h, utilizou-se lodo aclimatado, e, ao final do tratamento combinado, obteve-se um efluente têxtil com remoção de cor de 72%, remoção de COT de 78% e remoção de DQO de 86%, além da remoção total da toxicidade obtida na etapa fotocatalítica. Com o objetivo de comparar a eficiência do tratamento biológico com o tratamento combinado, o efluente industrial bruto foi tratado unicamente por bioprocesso. O ensaio biológico isolado foi conduzido por 48 h, pois ambas as remoções de cor e de matéria orgânica mantiveram-se praticamente inalteradas após este tempo de tratamento. A descoloração alcançada para o efluente bruto foi de 56% e a remoção de COT e DQO foram de 65% e 79%, respectivamente. Em suma, o processo combinado alcançou resultados superiores, mostrando-se mais eficaz na degradação do efluente têxtil que o tratamento biológico isoladamente, indicando a viabilidade do prosseguimento do estudo e uma rota promissora no tratamento de efluentes têxteis industriais. |
Abstract: | The textile industry demands high water consumption in its activities and uses dyes, surfactants and additives that are usually organic compounds of complex structures. As a consequence, the effluent generated throughout the production process has a high polluting and toxic loading, which is difficult to degrade by conventional treatments. Therefore, this study aims to investigate the degradation of an industrial textile effluent through the combination of an Advanced Oxidative Process (AOP) and aerobic biological treatment. Two real textile effluents, from different industries, were used in this study. The chosen OAP was the heterogeneous photocatalysis performed with Fe/TiO2 under visible radiation. The Fe/TiO2 catalyst was prepared by impregnation of the commercial TiO2 P25 using Fe (NO3)3.9H2O salt, and the material obtained was dried at 100 ° C. The reaction conditions, such as reaction time, catalyst concentration and air flow used in the heterogeneous photocatalysis were defined by an experiment planning study, employing a central composite rotational design 23 (CCRD), aiming at the most favourable conditions for the degradation of the textile effluent. The decolourization of the effluent was evaluated through the UV-VIS spectrophotometer scan, between 400 and 700 nm , while the organic matter degradation were determined by Total Organic Carbon (TOC) and chemical oxygen demand (COD) analysis. In the photocatalytic tests, the best condition reached 45% decolourization after 150 min of reaction and TOC and COD removals weres 25%. However, after the photocatalytic treatment, the effluent was extremely toxic. In the biological process, which lasted 72 h, acclimated sludge was used, and at the end of the combined treatment a textile effluent was produced with 72% of colour removal and 78% and 86% of TOC and COD removals, respectively, in addition to the total removal of the toxicity obtained in the photocatalytic stage. In order to compare the efficiency of the isolated biological treatment with the combined treatment, the raw industrial effluent was treated only by bioprocess. The isolated biological assay was conducted for 48 h, since it was found that both color and organic matter removals remained practically unchanged after this treatment time. The decolourization achieved for the crude effluent was 56% and the removal of TOC and COD were 65% and 79%, respectively. So, the combined process achieved superior results, being more effective in the degradation of the textile effluent than the biological treatment alone, indicating the feasibility of the continuation of the study and a promising route in the treatment of industrial textile effluents. |
Palavras-chave: | Textile effluent Heterogeneous catalysis Visible light TiO2 Biological treatment Efluente têxtil Catálise heterogênea Luz visível TiO2 Tratamento biológico Catalise heterogênea Águas residuais Purificação Tratamento biológico |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | BR |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | BRAGA, Kézia Lisboa. Tratamento de efluente têxtil empregando o processo fotocatalítico combinado com o biológico. 2018. 101 f. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11906 |
Data de defesa: | 26-Out-2018 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Química |
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