Avaliação da aplicação combinada dos processos foto-Fenton e biológico no tratamento de efluentes de indústria de celulose kraft branqueada

Abstract

Neste trabalho foi avaliada a aplicação combinada dos processos foto- Fenton e lodos ativados, para o tratamento de efluentes de indústria de celulose branqueada kraft. O processo foto-Fenton foi empregado antes e após o tratamento biológico dos efluentes. Na primeira etapa da pesquisa foram estudadas as condições de tratamento (pH do meio, concentração, proporção e forma de aplicação dos reagentes H2O2 e Fe 2+), avaliando os seus efeitos sobre a eficiência do processo foto-Fenton, aplicado no tratamento de efluentes de indústria de celulose kraft branqueada. A eficiência dos tratamentos foi monitorada principalmente através da remoção de DQO dos efluentes. Por este motivo, foi avaliado e proposto um método para corrigir os erros no valor da DQO, causados por possíveis residuais de H2 O2 nos efluentes. Após avaliadas as melhores condições para o tratamento químico, os efluentes foram tratados através dos processos combinados (químico + biológico e biológico + químico) e também pelo processo convencional (lodos ativados convencional), que serviu como referência. Os tratamentos químicos foram realizados com três doses distintas do reagente de Fenton. Os resultados mostram que o pH ótimo para o tratamento dos efluentes, através do processo foto-Fenton, foi igual a 3. Dosagens mais elevadas de H2 O2 aumentaram a remoção da DQO dos eflue ntes tratados pelo processo químico. Contudo, este aumento não foi diretamente proporcional ao incremento na dosagem de H2O2. Foram encontrados efeitos de interação entre as proporções e as dosagens dos reagentes H2O2 e Fe2+ , devendo ser ressaltado que, para a maioria dos casos, a proporção de 100:1 levou à maiores reduções na DQO dos efluentes. Os s processos combinados aumentaram as remoções globais de DQO, TOC e AOX dos efluentes, comparados ao tratamento convencional. Contudo, a remoção biológica da DQO e TOC foi menor para os tratamentos combinados. Em alguns casos, os tratamentos combinados aumentaram a cor dos efluentes. No entanto, o processo foto-Fenton, quando aplicado após o tratamento biológico e com doses de H2O2 iguais a 500 e 1.000 mg L-1, removeu mais de 99% da cor dos efluentes. Os mesmos tratamentos reduziram o valor da DQO dos efluentes para menos de 90 mg L-1. Todos os tratamentos removeram mais de 90% da DBO5 dos efluentes.

This work evaluated the combined application of the photo-Fenton and activated iodine processes to the treatment of bleached kraft cellulose industry effluents. The photo-Fenton process was applied before and after the biological treatment of the effluents. During the first stage of this research, the treatment conditions (medium pH, concentration, proportion and mode of application of the reagents H2 O2 and Fe2+ ), were studied by evaluating their effects on the efficiency of the photo Fenton process application to the treatment of bleached kraft cellulose industry effluents. Treatment efficiency was monitored mainly through COD removal from the effluents. Thus, a method was evaluated and proposed to correct the errors in the COD values, caused by possible H O2 residues in the effluents. After evaluation of the best conditions for the chemical treatment, the effluents were treated through combined processes (chemical+ biological and biological + chemical) and also by conventional process (conventional activated iodine), which was used as reference. The chemical treatments were carried out with three distinct doses of the Fenton reagent. The results showed that optimum pH for the treatment of the effluents through the photo-Fenton process was equal to 3. Higher H O2 dosages increased COD removal from the effluents treated by the chemical process. However, such increase was not directly proportional to the increase in H2 O2 dosage. Effects of the interaction between the proportions and dosages of the reagents H2O2 and Fe2+ were found, and it must be emphasized that, for most of the cases, the proportion of 100:1 led to the greatest reductions in the COD of the effluents. The combined processes increased the global COD, TOC and AOX removals from the effluents, compared to the conventional treatment. However, the biological removal of COD and TOC was lower for the combined treatments. In some cases, the combined treatments enhanced the color of the effluents. However, when applied afte r the biological treatment, and at H2 O2 doses equal to 500 and 1.000 mg L-1, the photo-Fenton process removed more than 99% of the color of the effluents. The same treatments reduced the COD value of the effluents to less than 90 mg L-1. All the treatments removed over 90% of the BOD from the effluents.