Adição de ácido oxálico e EDTA como agentes quelantes no processo Fenton sob pH 7,0 aplicado ao pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário

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dc.contributor.advisorRodrigues, Caio Victor Lourenço
dc.contributor.authorAndré Filho, Jonas Marques
dc.contributor.bancaLopes, Deize Dias
dc.contributor.bancaDall’Antonia, Luiz Henrique
dc.coverage.extent116 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-07-24T17:44:01Z
dc.date.available2026-07-24T17:44:01Z
dc.date.issued2024-04-26
dc.description.abstractO lixiviado produzido em aterro sanitário é composto por elevadas concentrações de matéria orgânica recalcitrante e de nitrogênio amoniacal. O nutriente é oxidado por bactérias aeróbias e os compostos refratários, predominantemente na forma de substâncias húmicas (SH’s), podem ser oxidados por processos físico-químicos, como os Processos Oxidativos Avançados (POAs). O processo Fenton é um POA que promove a oxidação química da matéria orgânica por meio da geração de radicais hidroxil (·OH), resultado da reação entre os íons ferrosos (Fe2+) e o peróxido de hidrogênio (H2O2) em um meio ácido. Nesta pesquisa foi avaliado o desempenho da adição de agentes quelantes (Lig) no processo Fenton sob pH 7,0 aplicado ao pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário em função da remoção de matéria orgânica recalcitrante. O efluente foi coletado na Central de Tratamento de Resíduos (CTR) de Londrina/PR e foi tratado por um sistema experimental constituído por um processo biológico seguido pelo processo Fenton. Os ensaios foram realizados em escala de bancada e divididos em duas etapas. A Etapa 01 teve caráter exploratório com intuito de auxiliar o desenvolvimento do planejamento fatorial fracionário da Etapa 02. Nesta última etapa, foram analisadas as seguintes variáveis independentes: H2O2 (mM), Fe2+ (mM) e AO (g). Durante a Etapa 01 (Pesquisa Exploratória) testou-se a utilização de ácido oxálico (AO) e EDTA como ligantes químicos em pH 5,0 e 7,0, com as seguintes concentrações de reagentes: H2O2= 580 Mm e Fe2+= 20 mM. As reações de oxidação química não foram favorecidas em pH 5,0. Com o pH reacional neutro obteve-se 18,7% de remoção máxima de DQO por oxidação com uso de EDTA (21,9% de remoção global máxima) e 22,6% de remoção máxima de DQO por oxidação com a adição de AO (50,5% de remoção global máxima), esse último provou-se como o agente quelante mais eficiente. Para a Etapa 02, utilizou-se apenas o AO, que apresentou remoção máxima de matéria orgânica recalcitrante igual a 74,2%, sendo 35,4% durante a etapa de oxidação para as seguintes dosagens de reagentes: H2O2= 290 mM, Fe2+= 25 mM e AO= 2,0 g. Os resultados comprovam que os complexos Fe2+/Fe3+ -AO mantiveram os íons de ferro solúveis em pH reacional 7,0, ao passo que garantiram a produção dos radicais ·OH, favorecendo um ganho de eficiência e operacional ao sistema de tratamento proposto. Assim, o pré-tratamento biológico possibilitou a oxidação biológica do nitrogênio amoniacal e o pós-tratamento físico-químico composto por oxidação química e coagulação/floculação e sedimentação, como parte do processo Fenton modificado com adição de agentes quelantes, promoveu a degradação dos compostos aromáticos. Modelos preditivos para a determinação da dosagem de reagentes não são adequados devido a variabilidade do lixiviado
dc.description.abstractother1Leachate produced in landfills is composed of high concentrations of recalcitrant organic matter and ammonia nitrogen. The nutrient is oxidized by aerobic bacteria and the refractory compounds, predominantly in the form of humic substances (SH's), can be oxidized by physicochemical processes, such as Advanced Oxidative Processes (AOPs). The Fenton process is a AOP that promotes the chemical oxidation of organic matter through the generation of hydroxyl radicals (·OH), resulting from the reaction between ferrous ions (Fe2+) and hydrogen peroxide (H2O2) in an acidic medium. In this research, the performance of the addition of chelating agents (Lig) in the Fenton process at pH 7.0 applied to the post-treatment of landfill leachate was evaluated in function of the removal of recalcitrant organic matter. The effluent was collected at the Waste Treatment Center (WTC) in Londrina/PR and was treated by an experimental system consisting of a biological process followed by the Fenton process. The tests were carried out on a bench scale and divided into two stages. Stage 01 was exploratory in nature with the aim of assisting in the development of the fractional factorial planning of Stage 02. In this last stage, the following independent variables were analyzed: H2O2 (mM), Fe2+ (mM) and OA (g). During Stage 01 (Exploratory Research), the use of oxalic acid (OA) and EDTA was tested as chemical binders at pH 5.0 and 7.0, with the following reagent concentrations: H2O2= 580 Mm and Fe2+= 20 mM . Chemical oxidation reactions were not favored at pH 5.0. With neutral reaction pH, 18.7% maximum COD removal was obtained by oxidation with the use of EDTA (21.9% maximum global removal) and 22.6% maximum COD removal by oxidation with the addition of OA (50.5% maximum global removal), the latter proved to be the most efficient chelating agent. For Step 02, only OA was used, which showed a maximum removal of recalcitrant organic matter equal to 74.2%, being 35.4% during the oxidation step for the following reagent dosages: H2O2= 290 mM, Fe2+ = 25 mM and OA= 2.0 g. The results prove that the Fe2+/Fe3+ -OA complexes maintained soluble iron ions at a reaction pH of 7.0, while ensuring the production of ·OH radicals, favoring a gain in efficiency and operational efficiency for the proposed treatment system. Thus, the biological pre-treatment enabled the biological oxidation of ammonia nitrogen and the physical-chemical post-treatment composed of chemical oxidation and coagulation/flocculation and sedimentation, as part of the modified Fenton process with the addition of chelating agents, promoted the degradation of the compounds aromatics. Predictive models for determining reagent dosage are not suitable due to leachate variability
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19385
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.subjectProcesso Fenton
dc.subjectLixiviado
dc.subjectOxidação química
dc.subjectPH neutro
dc.subjectQuelantes
dc.subjectChorume
dc.subjectTratamento de efluentes
dc.subject.capesEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.cnpqEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.keywordsFenton process
dc.subject.keywordsLeachate
dc.subject.keywordsChemical oxidation
dc.subject.keywordsNeutral pH
dc.subject.keywordsChelators
dc.subject.keywordsChelating agents
dc.subject.keywordsWastewater treatment
dc.titleAdição de ácido oxálico e EDTA como agentes quelantes no processo Fenton sob pH 7,0 aplicado ao pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário
dc.title.alternativeAddition of oxalic acid and EDTA as chelating agents in the Fenton process under pH 7,0 applied to landfill leachate posttreatment
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Tecnologia e Urbanismo

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