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Título: Eletrocoagulação seguida de filtração direta para tratamento de efluente de suinocultura
Título(s) alternativo(s): Electrocoagulation followed by direct filtration to treat swine wastewater
Autor(es): Crivilim, Bruna Raña
Orientador(es): Pereira, Edilaine Regina
Palavras-chave: Águas residuais - Purificação
Eletrocoagulação
Filtros e filtração
Suínos - Criadores
Sewage - Purification
Electrocoagulation
Filters and filtration
Swine breeds
Data do documento: 19-Fev-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: CRIVILIM, Bruna Raña. Eletrocoagulação seguida de filtração direta para tratamento de efluente de suinocultura. 2021. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2021.
Resumo: A vigência de políticas voltadas ao desenvolvimento sustentável dos países resultou em mudanças importantes no processo de descarte consciente dos efluentes industriais. No âmbito das agroindústrias, as que que realizam o abate de suínos ganham destaque, uma vez que esses dejetos são ricos em matéria orgânica e carga microbiana que, quando não tratados, representam um problema econômico e ambiental devido sua alta toxicidade, elevado potencial de poluição das águas e constante ameaça à saúde pública. Dentre os diversos métodos de tratamentos de efluente, o uso da eletrocoagulação (EC) apresenta-se como uma alternativa por ser uma técnica diversificada e pela eficiência na remoção de diversos poluentes orgânicos ou inorgânicos. Assim, objetivou-se verificar se o processo de eletrocoagulação com a utilização de eletrodos de alumínio e ferro seguido de filtração direta em areia pode vir a ser uma tecnologia eficaz e eficiente para o tratamento de efluentes provenientes da suinocultura. Os tratamentos envolveram a realização da EC seguida da filtração. Na primeira etapa, a EC foi realizada em diferentes condições de pH variando de 5,12 a 11,17 (ácido - 5,12, neutro - 8,17 e básico - 11,17) e tempos (20,40 e 60 minutos) além da análise de dois tipos de eletrodos (alumínio e ferro). A segunda etapa baseou-se na realização da filtração direta do efluente tratado, utilizando-se filtros de areia de granulometria entre 0,4 e 0,85mm. Após os ensaios foram analisados os parâmetros: cor aparente, turbidez, pH, Demanda Química de Oxigênio (DQO), nitrogênio total, condutividade elétrica, sólidos totais (ST) e os metais alumínio, ferro, cobre e zinco. As amostras e suas réplicas foram submetidas ao planejamento experimental, baseando-se na variação de duas variáveis (tempo e pH) em 3 níveis, somando um total de 9 ensaios para cada eletrodo e pH a ser estudado, totalizando 54 ensaios. Quanto aos resultados, obteve-se uma eficiência global para cor aparente, turbidez, N-amoniacal, DQO, ST de 91%, 87%, 28%, 11% e 38%, respectivamente, para o efluente com pH neutro (8,17); 65%, 70%, 75%, 79% para pH básico (11,17) e 99%, 99%, 67%, 86% e 33%, respectivamente, para pH ácido (5,12). Estatisticamente, para um nível de significância de p=0,05, a alteração do pH foi significante, porém do tempo não, sendo o pH ácido o que apresentou melhora nos resultados. Quando avaliado a presença de metais após o tratamento do efluente, foi possível notar que mediante o tratamento por eletrocoagulação com a utilização de ambos os eletrodos (alumínio e ferro) nenhum metal analisado foi detectado durante as análises. Conclui-se que o tratamento proposto se mostrou parcialmente eficaz, uma vez que mesmo após o tratamento com eletrocoagulação e da filtração direta como pós tratamento ainda foi detectado no efluente final concentrações remanescentes de nitrogênio amoniacal superior à aceitável na legislação ambiental, bem como concentrações elevadas de matéria orgânica e sólidos totais, sendo evidenciado assim a importância do pós tratamento e a necessidade da inclusão do tratamento de polimento para que o efluente tratado da maneira proposta possa ser recomendado a uso.
Abstract: The existence of policies aimed at the sustainable development of countries has resulted in important changes in the process of conscious disposal of industrial effluents. In the scope of agro-industries, those that perform the slaughter of pigs are highlighted, since these wastes are rich in organic matter and microbial load that, when not treated, represent an economic and environmental problem due to their high toxicity, high pollution potential and constant threat to public health. Among the various methods of effluent treatments, the use of electrocoagulation (EC) is presented as an alternative because it is a diversified technique and the efficiency in the removal of various organic or inorganic pollutants. Thus, the objective was to verify if the electrocoagulation process with the use of aluminium and iron electrodes followed by direct filtration in sand can become an effective and efficient technology for the treatment of effluents from pig farming. The treatments involved performing EC followed by filtration. In the first stage, EC was performed under different pH conditions (acid, neutral and basic) and times (20.40 and 60 minutes) in addition to the analysis of two types of electrodes (aluminium and iron). The second stage was based on the direct filtration of the treated effluent, using sand filters with particle sizes between 0.4 and 0.85 mm. After the tests, the parameters: apparent color, turbidity, pH, Chemical Oxygen Demand (COD), total nitrogen, electrical conductivity, total solids (ST) and the metals aluminium, iron, copper, and zinc were analysed. The samples and their replicates were submitted to experimental planning, based on the variation of two variables (time and pH) in 3 levels, adding up to a total of 9 tests for each electrode and pH to be studied, totalling 54 tests. As for the results, it was obtained an overall efficiency for apparent color, turbidity, N-ammoniacal, COD, ST of 91%, 87%, 28%, 11% and 38%, respectively, for the effluent with neutral pH; 65%, 70%, 75%, 79% for basic pH and 99%, 99%, 67%, 86% and 33%, respectively, for acid pH. Statistically, for a significance level of p = 0.05, the change in pH was significant, but not over time, with acidic pH showing the best results. When the presence of metals was evaluated after the treatment of the effluent, it was possible to notice that, through the treatment by electrocoagulation with the use of both electrodes (aluminium and iron), no analysed metal was detected during the analysis. It is concluded that the proposed treatment proved to be partially effective, since even after the treatment with electrocoagulation and direct filtration as after treatment, remaining concentrations of ammoniacal nitrogen higher than acceptable in environmental legislation, as well as high concentrations, were still detected in the final effluent. of organic matter and total solids, thus showing the importance of post treatment and the need to include polishing treatment so that the effluent can be recommended for use.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24767
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