Degradation kinetics of organic matter in dairy industry wastewater by flotation/ozonation processes

Abstract

This study evaluated the adjustment of four kinetic models and their respective parameters on data of dairy wastewater treatment by the physico-chemical process of flotation and ozonation. The experiment was implemented during the year 2014, with all the tests in triplicate. The treatments were carried out at different pH levels (3.6, 7.0 and 10.4), and flotation/ozonation was catalyzed by manganese (Mn2+) in neutral level (pH 7.0). Best removal efficiencies for chemical oxygen demand (COD) were obtained in acidic medium, with removals greater than 75% after 20 min of treatment. There was no significant difference with regards to addition of Mn2+ on COD removal by the physico-chemical process. The kinetic models that best fit to the experimental data, for all treatments, were the asymptotic (residual) model and that of Chan and Chu. Treatment in acidic medium showed the highest values of the kinetic parameters for the adjusted model, obtaining a k coefficient equal to 0.2394 min-1 for the asymptotic model and kinetic coefficient 1/ρ of 0.4816 min-1 for the Chan and Chu model, both presenting a determination coefficient greater than 99%.

Neste estudo, avaliou-se o ajuste de quatro modelos cinéticos (modelo de escoamento pistonado, mistura completa, assintótico ou residual e de Chan e Chu e seus respectivos parâmetros, na degradação da matéria orgânica presente no efluente de laticínios pelo processo físico-químico de flotação e ozonização. O experimento foi implementado durante o ano de 2014, com todos os testes em triplicata, os s tratamentos foram realizados sob diferentes pHs (3,6; 7,0 e 10,4), além da flotação/ozonização catalisada pelo manganês (Mn2+) em meio neutro. Observando que em meio ácido ocorreram as melhores eficiências de remoção da demanda química de oxigênio (DQO), tendo sido obtida uma remoção superior a 75% em 20 min de tratamento. Não houve diferença significativa em relação à adição de Mn2+ ao processo físico-químico. Os modelos que mais se ajustaram aos dados experimentais, para todos os tratamentos realizados, foram o modelo assintótico e o de Chan e Chu. O tratamento em meio ácido foi o que apresentou os maiores valores dos parâmetros cinéticos para os modelos ajustados, obtendo-se para o modelo assintótico, coeficiente k igual a 0,2394 min-1, e para o modelo de Chan e Chu, coeficiente cinético 1/ρ de 0,4816 min-1, apresentando para ambos os modelos um coeficiente de determinação superior a 99%.