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Type: Monografia
Title: Avaliação do processo foto-fenton induzido com o complexante orgânico ácido oxálico para o tratamento de lixiviado de aterros sanitários
Author: Leichtweis, Jandira
First advisor: Seibert, Daiana
metadata.dc.contributor.referee1: Daroit, Daniel Joner
metadata.dc.contributor.referee2: Bueno, Francine
Resume: Por representar um grande potencial poluidor de solos e mananciais de água, o lixiviado de aterro sanitário vem sendo considerado um dos principais problemas na gestão de aterros sanitários. Esse líquido oriundo da degradação dos resíduos sólidos necessita ser tratado antes de ser despejado na natureza. Como alternativa de tratamento desses resíduos líquidos, surgem os Processos de Oxidação Avançada (POA), destacando-se o Processo foto-Fenton (PFF), sendo que já foi constatado que outros tratamentos, tais como os processos físicos de separação e oxidações biológicas, em alguns casos não são completamente eficientes na degradação de poluentes recalcitrantes presentes nos lixiviados, impossibilitando atingir os padrões de lançamento em corpos hídricos. Contudo, estudos realizados recentemente, expõem uma redução da eficiência do PFF no tratamento de efluentes que possuem uma elevada composição orgânica e sólidos suspensos, que pode estar associada à não dissolução e precipitação do íon ferro, devido à sua complexação com os poluentes presentes nos efluentes. Sendo assim, como alternativa propõe-se o estudo de complexantes orgânicos como indutores da reação, os quais possuem a capacidade de formação de complexos mais fortes, estáveis e solúveis com o íon de Fe 3+ , tal como o ácido oxálico (ferrioxalato). Deste modo, essa pesquisa visou o estudo da indução do PFF utilizando o complexante orgânico ácido oxálico no tratamento de lixiviados de aterros sanitários. Os principais parâmetros operacionais da reação tais como o pH da solução (2,2; 3; 5; 7; 7,8), as concentrações dos reagentes íon de ferro (48, 60, 90, 120 e 132 mg Fe L -1 ) e ácido oxálico (em concentrações pré-estabelecidas 1:3 M), consumo de H 2 O 2 e quantidade de energia UV requerida foram avaliadas utilizando um fotorreator de escala laboratorial operando em sistema batelada, exposto em irradiação UV- Vis artificial. Realizou-se também um PFF convencional com pH 2,8 e [Fe 3+ ] de 90 mg L -1 para fins de avaliação. A fim de determinar o desempenho ótimo do tratamento utilizando um reator de escala laboratorial, a redução de Cor (%) e Abs 254 nm (%) foram escolhidas como variáveis respostas. Reações utilizando pH da solução 2,2 e 2,8 foram limitadas devido à alguns inconvenientes tais como: precipitação e/ou volatilização dos ácidos húmicos na etapa de acidificação e a formação de complexos de ferro com poluentes orgânicos presentes no lixiviado. Sendo assim, verificou-se que estes resultados não foram referentes à foto- oxidação, e sim à fase inicial de acidificação seguida por uma simples transferência de fases dos poluentes. Porém, utilizando o complexo ferrioxalato, foi possível obter eficiências de degradação com o pH da solução próximo ao neutro, eliminando as etapas de acidificação. Os melhores resultados foram obtidos utilizando [Fe 3+ ] ´ de 90 mg L -1 e pH da solução 7,8, pois este, possibilitou a permanência dos poluentes na solução disponíveis para oxidação. Nestas condições, foram obtidos cerca de 52,5 e 47,0 %, de redução da Cor e Abs 254 nm respectivamente, consumindo aproximadamente 220 mM de H 2 O 2 .
Abstract: Landfill leachate presents high pollutant potential that could manage soil and water sources, being considered the main drawback of sanitary landfills. This liquid derived by the solid wastes degradation needs to be treat before being released in the nature. As an alternative to treat this wastewater, AOPs arises, highlighting the photo-Fenton Process (PFP), being noted that other techniques of treatment like physical separation and biological oxidation in some cases aren’t completely efficient to degrade the recalcitrant pollutants presented by the landfill leachate, unable to reach the wastewater standards of release. However, recent studies display a reduction of the PFP efficient when applied to the treatment of wastewaters that present high organic load and dissolved solids, which could be related to not dissolution and precipitation of the ion iron, due to its complexation with pollutants present in the wastewaters. Therefore, as an alternative technique of treatment the employment of chelate agents is proposed, in order to form strong and stables complexes with Fe 3+ such as oxalic acid (ferrioxalate). Thereby, this research aimed to study the treatment of landfill leachate employing the PFP mediated by acid oxalic. It was evaluated the method to form the complex between iron and chelate in order to treat landfill leachate. The main reaction operational parameters: solution pH (2.2; 3; 5; 7; 7.8), iron concentrations (48, 60, 90, 120 e 132 mg Fe L -1 ), oxalic concentration, H 2 O 2 consumed and UV required energy were evaluated drawing on a lab- scale photo-reactor handling and batch system, exposed to artificial UV-Vis irradiance. In order to determine the best performance of the treatment employed in a lab-scale reactor, the reduction of color (%) and Abs 254 nm (%) were chosen as response variables. Reactions mediated in 2.2 and 2.8 pH solution were limited due some drawbacks such as: precipitation and/or volatilization of humic acids in the acidification step and the formation of complexes with iron and organic load present in the landfill leachate. Thus, it was found that these results weren’t regard photo-oxidation, and just related to the initial stage of acidification followed by a simple phase transfer among pollutants. However using the complex ferrioxalate, it was possible to obtain favorable degradation rates with the solution pH near to neutral, eliminating the acidification step. The best results were found employing [Fe 3+ ] 90 (mg L -1 ) and solution pH 7.8, because with these conditions was possible to maintain pollutants in solution able to be oxidized, achieving 52.5 and 47.0 % of reduction of color and Abs 254 nm, respectively, consuming around 220 mM of H 2 O 2 .
Keywords: Degradação de resíduos
Tratamento de água
Processo de oxidação avançado
Meio ambiente
Lixiviado de aterro sanitário
Processo foto-fenton
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Fronteira Sul
Acronym of the institution: UFFS
College, Institute or Department: Campus Cerro Largo
Type of Access: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/1751
Issue Date: 21-Nov-2017
Appears in Collections:TCC Engenharia Ambiental

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