Tratamento físico-químico em efluente de vinícola de pequeno porte
The organic matter present on those winery effluents varies from 1.200 mg.L-1 to 92.000 mg.L-1 of COD. The pH is acidic, varying from 3,5 to 5,0. The concentration of phenolic compounds ranges between 41 to 1450 mg.L-1 C6H5OH . For ammonia the concentration varies from 12 to 208 mg.L-1. Sulfates hav...
| Autor principal: | Lechinhoski, Maryelen |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2015
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1366 |
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riut-1-13662015-09-11T06:00:39Z Tratamento físico-químico em efluente de vinícola de pequeno porte Lechinhoski, Maryelen Freire, Flavio Bentes Passig, Fernando Hermes Vinho e vinificação Química ambiental Vinho e vinificação - Oxidação Águas residuais - Purificação - Filtração Engenharia civil Wine and wine making Environmental chemistry Wine and wine making - Oxidation Sewage - Purification - Filtration Civil engineering The organic matter present on those winery effluents varies from 1.200 mg.L-1 to 92.000 mg.L-1 of COD. The pH is acidic, varying from 3,5 to 5,0. The concentration of phenolic compounds ranges between 41 to 1450 mg.L-1 C6H5OH . For ammonia the concentration varies from 12 to 208 mg.L-1. Sulfates have to between 50 and 500 mg.L-1 S. Based on these information, a physical-chemical treatment system was proposed, analyzed into batches, which consisted of the advanced Fenton ́s Oxidation and two adsorption columns filled with alternated adsorbents: one with pottery residues and the other with residues from building (concrete) sites ( crushed on crushing machines). The winery effluent characterization was establish according to the following parameters: pH, turbidity, COD, solids, nitrogen, phosphate and phenols. The absorbents resources were characterize pH, bulk and relative densities, moisture content, volatile material, ash content. The assays begun with the oxidation of the raw effluent, followed by the addition of 16 g.L-1 of hydrogen peroxide related to a COD of z=3,36 (H2O2/DQO). Ferrous sulfate catalyzed the reaction at 1:15 portion (FeSO4.7H2O:H2O2), on an agitated platform at 150 rpm for four hours at 30oC. Once Fenton’s oxidation was concluded, the effluent was applied to the pottery absorption column, at 5m3/m2.day-1, and subsequently applied to the building sites residues column at 4m3/m2.day-1. The system’s performance was evaluate according to the COD, turbidity, nitrogen, solids, phenols and color. The COD efficiency removal obtained was 92,25%, reaching COD values of 369 mg.L-1. In addition, the chosen applied treatment revealed to be efficient on the elimination of color (100%), phenols (100%), turbidity (100%), sulfates (98%) reaching a concentration of 40.5 mg.L-1, nitrogen (10%) with 17.25 mg.L-1, and on solids removals: ST (95% with values of 2,29 mg.L-1), STF (71% and 0,92 mg.L-1), STV (97% and 1,37 mg.L-1), SST (95% and 0,08 mg.L-1), SSF (96% and 0,01 mg.L-1), SSV (91% and 0,09 mg.L-1), SDT (95% and 2,21 mg.L-1), SDF (67% and 0,9 mg.L-1) e SDV (97% and 1,27 mg.L-1). The advantage of the Fenton application on the raw effluent consisted on taking benefit of the acidic environment of the effluent, environment that gave the right condition to avoid the precipitation of the iron sulfate, becoming the reaction catalyst. Once the oxidation was completed, it was necessary to neutralize de pH to allow the iron precipitation, which took place into the building residues adsorption columns, allowing iron the precipitation, filtration and removal. These methods combined enabled and minimized the use of chemical reagents, allowing it to be easily mounted in wineries with seasonality production and wineries without a large area to install bigger and more complex systems. In conclusion, the physical – chemical system proposed revealed to be efficient on the removal of the organic mass, colors, solids, nitrogen, sulfates and phenols, allowing the discharge of effluent disposal. Os efluentes vinícolas apresentam concentração de matéria orgânica que varia entre 1.200 mg.L-1 a 92.000 mg.L-1 de DQO. O pH é ácido, variando entre 3,5 a 5,0. A concentração de compostos fenólicos varia entre 41 a 1450 mg.L-1 C6H5OH. Para nitrogênio amoniacal a concentração varia entre 12 a 208 mg.L-1 já para sulfetos entre 50 e 500 mg.L-1S. Com base nestas informações, foi proposto um sistema de tratamento de efluentes físico-químico em batelada, composto por oxidação avançada do tipo Fenton e duas colunas de adsorção preenchidas com adsorventes alternativos: uma com resíduos de olarias (restos de cerâmicas) e outra com resíduos sólidos da construção civil (britados em recicladora). O efluente vinícola foi caracterizado através dos seguintes parâmetros: pH, turbidez, DQO, sólidos, nitrogênio, fósforo e fenol total. Os materiais adsorventes citados foram comparados ao adsorvente convencional, carvão ativado, e caracterizados no que diz respeito a: pH, densidade aparente e relativa, teor de umidade, teor de material volátil e teor de cinzas. No ensaio final para a oxidação do efluente bruto, foi aplicada a concentração de peróxido de hidrogênio de 16 g.L-1 na relação com a H2O2/DQO denominada de “z” igual a 3,36, o catalisador da reação foi o sulfato ferroso na proporção de 1:15 (FeSO4.7H2O:H2O2). O tempo de reação foi de quatro horas a 30°C em mesa agitadora a 150 rpm. Após a oxidação por Fenton, o efluente foi submetido à adsorção em coluna de cerâmica na taxa de 5m3.m2.dia-1, sequencialmente o efluente foi inserido na coluna de resíduos sólidos da construção civil na taxa de aplicação de 4 m3.m2.dia-1. O desempenho do sistema foi avaliado em função de DQO, turbidez, nitrogênio, sólidos, fenol total e cor. Ao final do tratamento a eficiência na remoção de DQO foi de 92,25%, atingindo valores de DQO de 369 mg.L-1. Além disso, o sistema de tratamento aplicado se apresentou eficaz na remoção da cor (100%), fenol total (100%), turbidez (100%), sulfatos (98%) atingindo uma concentração de 40,5 mg.L-1, nitrogênio (10%) com 17,25 mg.L-1 e na remoção de sólidos: ST (95% com 2,29 mg.L-1), STF (71% com 0,92 mg.L-1), STV (97% com 1,37 mg.L-1), SST (95% com 0,08 mg.L-1), SSF (96% com 0,01 mg.L-1), SSV (91% com 0,09 mg.L-1), SDT (95% com 2,21 mg.L-1), SDF (67% com 0,9 mg.L-1) e SDV (97% com 1,27 mg.L-1). A vantagem da aplicação de Fenton no efluente bruto consistiu em aproveitar as características ácidas do efluente, condição necessária para que o sulfato de ferro não precipitasse, exercendo assim a função de catalisador da reação. Posteriormente a oxidação, foi necessário neutralizar o pH para precipitação do ferro, condição que ocorreu nas colunas de adsorção com os resíduos sólidos da construção civil, possibilitando a precipitação, filtração e remoção do ferro. A combinação deste sistema facilitou e minimizou o uso de reagentes químicos, possibilitando a aplicação prática em vinícolas de produção sazonal e que não possui grandes áreas para a instalação de sistemas maiores e mais complexos. Conclui-se que, o sistema físico-químico proposto apresenta relevante eficiência quanto à remoção de matéria orgânica, cor, sólidos, nitrogênio, sulfatos e fenol total, possibilitando a disposição em corpos hídricos ou rede pública de esgoto. 2015-09-10T18:55:28Z 2015-09-10T18:55:28Z 2015-07-15 masterThesis LECHINHOSKI, Maryelen. Tratamento físico-químico em efluente de vinícola de pequeno porte. 2015. 130 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1366 por application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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The organic matter present on those winery effluents varies from 1.200 mg.L-1 to 92.000 mg.L-1 of COD. The pH is acidic, varying from 3,5 to 5,0. The concentration of phenolic compounds ranges between 41 to 1450 mg.L-1 C6H5OH . For ammonia the concentration varies from 12 to 208 mg.L-1. Sulfates have to between 50 and 500 mg.L-1 S. Based on these information, a physical-chemical treatment system was proposed, analyzed into batches, which consisted of the advanced Fenton ́s Oxidation and two adsorption columns filled with alternated adsorbents: one with pottery residues and the other with residues from building (concrete) sites ( crushed on crushing machines). The winery effluent characterization was establish according to the following parameters: pH, turbidity, COD, solids, nitrogen, phosphate and phenols. The absorbents resources were characterize pH, bulk and relative densities, moisture content, volatile material, ash content. The assays begun with the oxidation of the raw effluent, followed by the addition of 16 g.L-1 of hydrogen peroxide related to a COD of z=3,36 (H2O2/DQO). Ferrous sulfate catalyzed the reaction at 1:15 portion (FeSO4.7H2O:H2O2), on an agitated platform at 150 rpm for four hours at 30oC. Once Fenton’s oxidation was concluded, the effluent was applied to the pottery absorption column, at 5m3/m2.day-1, and subsequently applied to the building sites residues column at 4m3/m2.day-1. The system’s performance was evaluate according to the COD, turbidity, nitrogen, solids, phenols and color. The COD efficiency removal obtained was 92,25%, reaching COD values of 369 mg.L-1. In addition, the chosen applied treatment revealed to be efficient on the elimination of color (100%), phenols (100%), turbidity (100%), sulfates (98%) reaching a concentration of 40.5 mg.L-1, nitrogen (10%) with 17.25 mg.L-1, and on solids removals: ST (95% with values of 2,29 mg.L-1), STF (71% and 0,92 mg.L-1), STV (97% and 1,37 mg.L-1), SST (95% and 0,08 mg.L-1), SSF (96% and 0,01 mg.L-1), SSV (91% and 0,09 mg.L-1), SDT (95% and 2,21 mg.L-1), SDF (67% and 0,9 mg.L-1) e SDV (97% and 1,27 mg.L-1). The advantage of the Fenton application on the raw effluent consisted on taking benefit of the acidic environment of the effluent, environment that gave the right condition to avoid the precipitation of the iron sulfate, becoming the reaction catalyst. Once the oxidation was completed, it was necessary to neutralize de pH to allow the iron precipitation, which took place into the building residues adsorption columns, allowing iron the precipitation, filtration and removal. These methods combined enabled and minimized the use of chemical reagents, allowing it to be easily mounted in wineries with seasonality production and wineries without a large area to install bigger and more complex systems. In conclusion, the physical – chemical system proposed revealed to be efficient on the removal of the organic mass, colors, solids, nitrogen, sulfates and phenols, allowing the discharge of effluent disposal. |
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LECHINHOSKI, Maryelen. Tratamento físico-químico em efluente de vinícola de pequeno porte. 2015. 130 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015. |
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