Efluente e lodo gerado em processo Fenton como pós-tratamento de lixiviado maduro de aterro sanitário

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dc.contributor.advisorLopes, Deize Dias
dc.contributor.authorRodrigues, Caio Victor Lourenço
dc.contributor.bancaFernandes, Fernando
dc.contributor.bancaAlmeida, Lucio Cesar de
dc.contributor.bancaLeite, Valderi Duarte
dc.contributor.bancaTeixeira, Raquel Souza
dc.coverage.extent220 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-10-04T13:30:20Z
dc.date.available2024-10-04T13:30:20Z
dc.date.issued2021-08-12
dc.description.abstractLixiviados oriundos de aterros sanitários, com fração orgânica em estágio metanogênico de degradação, possuem elevada concentração de matéria orgânica recalcitrante, que pode ser removida por Processos Oxidativos Avançados (POAs). O processo Fenton, quando comparado a outros processos de tratamento, pode apresentar menor custo e maior facilidade de operação, entretanto, a geração de lodo é sua principal desvantagem. O objetivo deste trabalho foi avaliar, a partir da remoção da matéria orgânica e das características do lodo gerado, a aplicação do processo Fenton em lixiviado maduro. Os ensaios foram realizados em escala de bancada e divididos em quatro etapas, em função dos planejamentos experimentais determinados. O lixiviado foi coletado na Central de Tratamento de Resíduos Sólidos (CTR) do município de Londrina/PR e foi utilizado para alimentar o sistema experimental, combinado por processo biológico seguido da aplicação do processo Fenton. A Etapa I foi exploratória e subsidiou o desenvolvimento dos planejamentos fatoriais completo e fracionário, respectivamente das Etapas II e III. Os fatores (variáveis independentes) analisados foram: [H2O2], [H2O2]/[Fe2+], tempo de reação e pH inicial. Por fim, na Etapa IV foram realizados ensaios complementares de UV-Vis (radiação ultravioleta visível), FTIR (Infravermelho com transformada de Fourier) e de toxicidade por bioindicador (Allium Cepa). As variáveis respostas (dependentes) utilizadas foram a remoção global e por oxidação da matéria orgânica e algumas características do lodo produzido. A maior remoção global média foi de 86,8% obtida com as seguintes condições: [H2O2]=480 mM, [H2O2]/[Fe2+]=20, 120 minutos de reação e pH inicial 2,0, no entanto, obteve-se elevada produção de lodo (28,5% v/v). A partir dos ensaios realizados foi possível estabelecer dois conjuntos de condições para remoção global de matéria orgânica superior a 60%: i) pH 2,0 com maior participação da oxidação; ii) pH entre 5,8 a 8,0 com maior dosagem dos reagentes ([H2O2]=380 a 580 mM; [Fe2+]=24 a 80 mM) e com tempo de reação entre 90 a 150 minutos. Destaca-se a última condição, por apresentar vantagens na aplicação do processo Fenton em escala real e com custo preliminar de operação entre R$ 203,57 a R$ 249,22 para cada m³ de lixiviado tratado, similar ao custo do primeiro grupo (R$ 203,48.) As análises espectrofotométricas do lixiviado ao longo do sistema de tratamento indicaram a remoção de compostos aromáticos, com a redução de ABS254 em até 90%. Os bioindicadores apontaram a redução da toxicidade do lixiviado ao longo do sistema de tratamento. Por fim, concluiu-se que o sistema experimental combinando processo biológico aeróbio e processo Fenton demostrou ser eficiente na remoção de N-amoniacal e matéria orgânica recalcitrante, além disso, modelos preditivos para determinação da dosagem dos reagentes devem ser evitados em função da complexidade da matriz do lixiviado
dc.description.abstractother1Landfill leachate in the methanogenic phase has a high concentration of recalcitrant organic compounds that can be removed by Advanced Oxidative Processes (AOPs). The Fenton process, despite the relatively lower cost and ease of application, has as a disadvantage the volume of sludge produced. The objective of this research was to evaluate the removal of organic matter and the characteristics of the generated sludge in the application of the Fenton process in mature leachate. The assays were carried out on a bench scale and divided into four phases, depending on the determined experimental design. The leachate was collected at the Solid Waste Treatment Center (CTR) in Londrina/PR and was used to feed the combined system formed by a biological process followed by the Fenton process. Phase I, exploratory, was used as the basis for the development of factorial design of Phases II and III, whose studied factors were: [H2O2], [H2O2]/[Fe2+], reaction time and initial pH. In Phase II, the full factorial design was used, and in III, the fractional one. In Phase IV, complementary analyses of UV-Vis and FTIR and toxicity tests by bioindicator (Allium Cepa) were carried out. The response variables used were the efficiency of organic matter removal, by oxidation and global (oxidation + coagulation), the volume of sludge produced and some of its characteristics. Although global average removal of organic of up to 86.8% has been achieved, for conditions with [H2O2]=480 mM, [H2O2]/[Fe2+]=20, 120 minutes of reaction and initial pH 2.0, the production of sludge was high (28.5% v/v). The results of the tests enabled to establish two sets of conditions for the removal of organic matter higher than 60%: i) pH 2.0 with greater participation of oxidation; ii) pH between 5.8 to 8.0 with higher dosage of reagents ([H2O2] =380 to 580 mM; [Fe2+] =24 to 80 mM) and with a reaction time of 90 to 150 minutes. The last condition presents advantages for the application of the Fenton process on a full scale and with a preliminary cost of operation between R$ 203.57 to R$ 249.22 for each m³ of leachate treated, similar to the cost of the first group (R$ 203.48). The spectrophotometric analysis of the effluents, throughout the treatment system, indicated the removal of nitrogenous and aromatic compounds, as well as a reduction of ABS254 of up to 90%. Toxicity tests also pointed to a reduction in this in the treatment process. Finally, it was concluded that the experimental system combining aerobic biological process and Fenton process proved to be efficient in the removal of ammoniacal-N and organic matter, in addition, predictive models for determining the dosage of reagents should be avoided due to the complexity of the matrix of the leachate
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17897
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCTU - Departamento de Construção Civil
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectLixiviado de aterro sanitário
dc.subjectMatéria orgânica recalcitrante
dc.subjectProcesso Fenton - Processo de tratamento
dc.subjectLodo - Tratamento - Aterros santitários
dc.subjectpH
dc.subjectLixiviados - Aterro Sanitário - Londrina
dc.subjectLixiviados - Processo de tratamento
dc.subject.capesEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.cnpqEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.keywordsLandfill leachate
dc.subject.keywordsRecalcitrant organic matter
dc.subject.keywordsFenton Process - Landfills
dc.subject.keywordsSludge
dc.subject.keywordspH
dc.subject.keywordsLeachate - Landfill - Londrina
dc.subject.keywordsLeachate - Treatment process
dc.titleEfluente e lodo gerado em processo Fenton como pós-tratamento de lixiviado maduro de aterro sanitário
dc.title.alternativeEffluent and sludge generated in a Fenton process applied in the post-treatment of mature landfill leachate
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Tecnologia e Urbanismo

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