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Título: Tratamento anaeróbio de efluentes contendo corantes e estudos de pós-tratamento e ecotoxicidade
Título em inglês: Anaerobic treatment of dye-containing effluents and post-tratment and toxicity studies
Autor(es): Silva, Marcos Erick Rodrigues da
Orientador(es): Santos, André Bezerra dos
Palavras-chave: Saneamento
Oxidação
Resíduos industriais
toxicidade
Data do documento: 25-Mar-2011
Citação: SILVA, M. E. R. (2011)
Resumo: O descarte de efluentes têxteis em águas superficiais representa um sério problema ambiental e de saúde pública devido, principalmente, à presença de corantes na sua composição, muitos dos quais são potencialmente tóxicos e carcinogênicos. A remoção de cor e a mineralização de seus subprodutos é uma das maiores dificuldades enfrentadas pelas estações de tratamento de efluentes das indústrias desse segmento. Nesta pesquisa, buscou-se avaliar o tratamento de efluentes têxteis em sistemas anaeróbios de um e dois estágios, estudar opções de pós-tratamento por processos biológicos aeróbios e de oxidação avançada, e utilizar testes de ecotoxicidade no estudo dos diversos efluentes produzidos. Foram realizados experimentos com sistemas anaeróbios de um (R1) e dois estágios (R2) tratando esgotos têxteis real e sintéticos. Nestes experimentos, foram avaliados o efeito da concentração do corante, concentração do doador de elétrons externo, o tempo de detenção hidráulica (TDH) e o efeito do mediador redox antraquinona-2,6-dissulfonato (AQDS) na eficiência de descoloração. Outros dois sistemas anaeróbios de um estágio (R3 e R4) foram operados em paralelo, alimentados com esgoto têxtil real com TDH de 12h a fim de avaliar o efeito do AQDS na descoloração de efluentes reais. Durante o pós-tratamento aeróbio, foi avaliada a aplicação de um reator de lodos ativados em batelada seqüencial com ciclo total de 24h, operando com os efluentes, sintético e real, previamente tratados no reator UASB. Avaliou-se, também, a aplicação do processo de oxidação avançada (POA) do tipo UV/H2O2 como opção de pós-tratamento dos efluentes têxteis tratados no reator UASB, tanto em relação à descoloração quanto na mineralização dos subprodutos gerados na redução dos corantes. A avaliação da toxicidade dos efluentes foi realizada pelos ensaios de toxicidade aguda utilizando a Daphnia magna como organismo teste. Os resultados dessa pesquisa revelaram que o sistema anaeróbio de dois estágios mostrou-se mais estável que o sistema de um estágio quando operado como o esgoto real e sintético com os corantes Congo Red (CR) e Reactive Black 5 (RB5) e mais eficiente para o corante RR2 na ausência de AQDS. Entretanto, na presença do AQDS a eficiência de descoloração do Reactive Red 2 (RR2) foi elevada para os dois sistemas, mascarando o efeito da separação de fase. Para o efluente têxtil real, não foi verificado efeito algum da aplicação do AQDS no R3, mesmo em baixo TDH e limitada concentração de doador de elétrons. O pós-tratamento dos efluentes real e sintéticos no reator aeróbio foi capaz de reduzir a DQO abaixo de valor exigido pela portaria 154/02 da SEMACE. O processo de oxidação avançada com UV/ H2O2 mostrou-se eficaz na remoção de cor e DQO dos efluentes têxtil real e sintéticos. Os testes de toxicidade aguda ratificaram o potencial tóxico dos efluentes têxteis e os subprodutos de sua degradação assim como a capacidade de mineralização das aminas em sistemas seqüenciais anaeróbio/aeróbio.
Abstract: Disposal of textile effluents in surface waters represents a serious environmental and public health problem mainly due to the presence of dyes in their composition, many of which are potentially toxic and carcinogenic. The color removal and mineralization of byproducts is the major difficulty faced by the wastewater treatment plants of these industries. This thesis studied the treatment of textile effluents in one-stage and two-stage anaerobic systems, post-treatment options by using aerobic biological and advanced oxidation processes, and use the ecotoxicity tests for the various effluents produced. Experiments were performed in one-stage (R1) and two-stage (R2) anaerobic systems treating real and synthetic textile wastewaters. In these experiments, we evaluated the dye concentration effect, as well as external electron donor concentration, hydraulic retention time (HRT) and the redox mediator anthraquinone-2,6-disulfonate (AQDS) effect on color removal efficiency. Two other one-stage anaerobic systems (R3 and R4) were operated in parallel at the HRT of 12 hours and fed with real textile wastewater to assess the AQDS effect on the decolourisation of real textile effluents. During the aerobic post-treatment, we evaluated the application of sequencing batch reactor (SBR) with 24 hours total cycle to treat synthetic and real textile wastewaters pre-treated in the UASB reactor. We also evaluated the application of UV/H2O2 advanced oxidation process (AOP) to treat real textile wastewaters pre-treated in the UASB reactor, both in terms of color removal and mineralization of byproducts generated upon dye reduction. The evaluation of the effluents toxicity was performed by acute toxicity tests using Daphnia magna as test organism. The results revealed that the two-stage anaerobic system was more stable than the one-stage system for both real and the synthetic dyes Congo Red (CR) and Reactive Black 5 (RB5), and more efficient for the dye RR2 in absence of AQDS. However, in the presence of AQDS, color removal efficiency of RR2 was higher for both systems, masking the effect of phase separation. For real textile wastewater, it was not observed any effect of the AQDS application on R3, even when a short HRT or low electron donor concentration was applied. The aerobic and AOP post-treatments were able to reduce the effluents COD to values lower than the limits defined at the Legislation nº 154 of SEMACE. The UV/H2O2 AOP-type was effective in removing color and COD from both real and synthetic textile effluents. The acute toxicity tests revealed the toxic potential of textile effluents and their by-products as well as the aromatic amines mineralization in anaerobic/aerobic systems.
Descrição: SILVA, M. E. R. Tratamento anaeróbio de efluentes contendo corantes e estudos de pós-tratamento e ecotoxicidade. 2011. 183 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17216
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