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Tipo do documento: Tese
Title: Tratamento de lixiviado de aterro sanitário pela combinação dos processos foto-fenton e biológico
Other Titles: Treatment of landfill leachate by the combination of photo-fenton and biological processes
Autor: Colombo, Andréia 
Primeiro orientador: Módenes, Aparecido Nivaldo
Primeiro coorientador: Trigueros, Daniela Estelita Goes
Primeiro membro da banca: Módenes, Aparecido Nivaldo
Segundo membro da banca: Borba, Carlos Eduardo
Terceiro membro da banca: Klen, Márcia Regina Fagundes
Quarto membro da banca: Oliveira, Ana Paula de
Quinto membro da banca: Oliveira, Robson Luciano de
Resumo: O objetivo deste trabalho é a combinação dos processos foto-Fenton e biológico para o tratamento do lixiviado de aterro sanitário. Primeiramente, um tratamento biológico convencional foi realizado, o qual consistiu em um etapa de decantação, com centrifugação à 5000 rpm por 15 min, seguida pelo tratamento aeróbio com lodo ativado conduzido a 2,4±0,1 mg mg-1 (DBO5/MLSS) e 0,57±0,04 vvm (L L-1 min-1) por 40 h. Em paralelo, um delineamento composto central rotacional (DCCR) foi aplicado para a avaliação do efeito das principais variáveis do processo foto-Fenton (concentração de peróxido de hidrogênio, concentração de íons ferrosos e pH inicial). Com base no planejamento experimental, modelos quadráticos de (% de remoção de DQO e DBO5) foram propostos e validados, podendo ser utilizados para a busca das condições operacionais ótimas do processo foto-Fenton. Pelo teste de Zahn Wellens e razão DBO5/DQO foi possível identificar o tempo de reação Fenton para a combinação com o tratamento biológico. Então, o processo foto-Fenton otimizado, com tempo de tratamento de 120 min, foi combinado ao processo biológico, este realizado a 1,57±0,06 vvm e 4,4±0,3 mg mg-1 (DBO5/MLSS) durante 150 h. Após os tratamentos, a toxicidade do lixiviado foi avaliada com a Artemia salina e a Lactuca sativa. Os resultados obtidos mostram uma remoção de 87±2 % de DQO e 84±2 % de DBO5 do lixiviado após o tratamento biológico convencional. Enquanto que, no processo foto-Fenton, nas condições ótimas (3400 mg H2O2 L-1, 80 mg Fe2+ L-1, pH = 2,40 e 120 min), houve remoção de 89±3% de DQO e 75±1% de DBO5. Por sua vez, com o tratamento combinado foram obtidas remoções de 98% de DQO e de 98% de DBO5, atendendo aos padrões restritivos de lançamento impostos pela legislação estadual. Além disso, os compostos aromáticos simples e conjugados foram eficientemente removidos, atingindo taxas de remoção de 93 a 96%. Na avaliação da toxicidade com a Lactuca sativa, os menores índices foram obtidos após o tratamento combinado e foto-Fenton, com valores de DL50 em torno de 0,945. E, para a Artemia salina, o tratamento combinado também foi eficiente na redução da toxicidade do lixiviado, com valor de DL50 de 0,5364. Assim sendo, o tratamento combinado foi eficiente na remoção da carga orgânica e reduziu a toxicidade do efluente, sendo ambientalmente recomendado para o tratamento do lixiviado de aterro sanitário.
Abstract: The objective of this work was the combination of photo-Fenton and biological processes for the treatment of landfill leachate. First, a conventional biological treatment was performed, consisting of a decantation step, with centrifugation at 5000 rpm for 15 min, followed by aerobic treatment with activated sludge conducted at 2.4±0.1 mg mg-1 (BOD5/MLSS) and 0.57±0.04 vvm (L L-1 min-1) for 40 h. In parallel, a central composite rotatable design (CCRD) was applied to evaluate the effect of the main variables of the photo-Fenton process (hydrogen peroxide concentration, ferrous ion concentration and initial pH). Based on the experimental design, quadratic models of (%) removal of COD and BOD5 were proposed and validated, making it possible to search for the optimal operating conditions of the photo-Fenton process. By the Zahn Wellens test and BOD5/COD ratio it was possible to identify the Fenton reaction time most suitable for the combination with the biological treatment. Then, the photo-Fenton process optimized with treatment time of 120 min was combined with the biological process, performed at 1.57±0.06 vvm and 4.4±0.3 mg mg-1 (BOD5/MLSS) for 150 h. After the treatments, the toxicity of the leachate was evaluated with Artemia salina and Lactuca sativa. The results showed a removal of 87±2% of COD and 84±2% of BOD5 from the leachate after conventional biological treatment, while the photo-Fenton process under optimal conditions (3400 mg H2O2 L-1, 80 mg Fe2+ L-1, pH = 2.40 and 120 min) removed 89±3% COD and 75±1% BOD5. On the other hand, with the combined treatment, 98% of COD and 98% of BOD5 were removed, resulting in a leachate that meets the restrictive standards imposed by state legislation. In addition, the simple and conjugated aromatic compounds were efficiently removed, achieving removal rates of 93 – 96%. In the evaluation of leachate toxicity with Artemia salina, the highest LD50 value was obtained in the combined treatment (LD50 of 0.5364), while conventional photo-Fenton and biological treatments showed statistically equal LD50 values. For Lactuca sativa, the lowest toxicity indices of the leachate were obtained after the combined and photo-Fenton treatments, with LD50 values around 0.945. Thus, in addition to the proven efficiency of removal of the organic load, the combined treatment also reduced the toxicity of the effluent, being environmentally recommended for the treatment of landfill leachate.
Keywords: Lixiviado de aterro sanitário
Processo foto-Fenton e biológico
Combinação de processos
Toxicidade
Landfill leachate
Photo-Fenton and biological process
Combination of processes
Toxicity.
CNPq areas: ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Campun: Toledo
Citation: COLOMBO, Andréia. Tratamento de lixiviado de aterro sanitário pela combinação dos processos foto-fenton e biológico. 2019. 133 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4199
Issue Date: 21-Feb-2019
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Química (TOL)

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