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Título: Irradiação solar na degradação fotocatalítica de efluente de laticínio utilizando os catalisadores TiO2, Nb2O5 e ZnO
Título(s) alternativo(s): Solar irradiation in photocatalytic degradation of dairy effluent using the catalysts TiO2, Nb2O5 and ZnO
Autor(es): Santos, Sara Letícia Stolfo dos
Orientador(es): Montanher, Paula Fernandes
Palavras-chave: Radiação solar
Catálise heterogênea
Resíduos orgânicos
Solar radiation
Heterogeneous catalyses
Organic wastes
Data do documento: 20-Out-2020
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Dois Vizinhos
Citação: SANTOS, Sara Letícia Stolfo dos. Irradiação solar na degradação fotocatalítica de efluente de laticínio utilizando os catalisadores TiO2, Nb2O5 e ZnO. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) — Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Dois Vizinhos, 2020.
Resumo: A cadeia láctea representa um importante setor para a economia do Brasil, um dos maiores produtores de leite do mundo. O Estado do Paraná é o segundo maior produtor do país, sendo a região Sudoeste a maior bacia leiteira do Estado. Os laticínios geram grande volume de efluente, cerca de 2,5 litros para cada litro de leite processado, apresentando composição variada e elevada carga orgânica. Se lançado em corpos hídricos sem tratamento adequado, esse efluente expõe o sistema aquático a sérios danos ambientais. Os Processos Oxidativos Avançados (POAs) tem sido estudados para tratamento de efluentes. A fotocatálise heterogênea é um POA que utiliza semicondutores minerais que absorvem radiação e formam sítios oxidantes e redutores, além de liberar espécies altamente oxidantes, que mineralizam poluentes orgânicos a formas menos tóxicas. Caracteriza-se como um método de fácil operação, que pode utilizar luz solar ou artificial, através do qual os poluentes são destruídos, não apenas transferidos de fase. Entretanto, ainda não é muito comum para tratamento de efluente lácteo. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi contribuir com o estudo dessa tecnologia no tratamento de efluentes de laticínios. Para isso, foi feito um Planejamento Fatorial Completo 2º, avaliando o efeito do pH (3, 5 e 7) do efluente e de diferentes concentrações (0,1250; 0,3125 €0,5000 g L') dos catalisadores TiO2, Nb2Os e ZnO na remoção da DQO (%) em efluente real de laticínio aplicando irradiação solar. Ainda, foram realizados ensaios de ecotoxicidade com Artemia salina Leach ao final do processo para todos os ensaios. Os resultados mostraram que todos os tratamentos reduziram a DQO do efluente. A partir da análise estatística realizada para “os ensaios do Planejamento Fatorial Completo 2º, foi possível determinar faixas ótimas de condições das reações para os tratamentos com cada catalisador. Todos os ensaios de ecotoxicidade resultaram em redução da toxidade do efluente. Os resultados sugerem que o tratamento estudado é eficiente na remoção de matéria orgânica e diminuição da toxicidade do efluente de laticínio, sendo um potencial tratamento a ser utilizado em conjunto com outros, a fim de atender todos os parâmetros exigidos pela legislação.
Abstract: The dairy industry represents an important sector for Brazil's economy, one of the largest milk producers in the world. The state of Paraná is the second largest producer in the country, with the Southwest region being the largest producer in the state. Dairy products generate a large volume of effluent, about 2.5 liters for each liter of milk processed, with a varied composition and high organic matter. If discharged into water bodies without adequate treatment, this efiluent exposes the aquatic system to serious environmental damage. Advanced Oxidative Processes (AOPs) have been studied for efíluent treatment. Heterogeneous photocatalysis is a AOP that uses mineral semiconductors that absorb radiation and form oxidizing and reducing sites, in addition to releasing highly oxidizing species that mineralize organic pollutants to less toxic forms. It is characterized as a method of easy operation, which can use sunlight or artificial light, through which the pollutants are destroyed, not just phase transferred. However, it is still not very common for dairy effluent treatment. Therefore, the objective of this work was to contribute to the study of this technology in the treatment of dairy effluents. For this, a 2º Full Factorial Design (FFD) was done, evaluating the effect of the pH (3, 5 and 7) of the effluent and different concentrations (0.1250; 0.3125 and 0.5000 g L-1) of the catalysts TiO2, Nb2Os and ZnO on the removal of COD (%) in real dairy effluent applying solar irradiation. Also, ecotoxicity tests were performed using Artemia salina Leach at the end of the process for all tests. The results showed that all treatments reduced the COD of the effluent. From the statistical analysis performed for the tests of the 2º FFD, it was possible to determine optimal ranges of reaction conditions for the treatments for each catalyst. AIl the ecotoxicity tests resulted in a reduction in the efíluent toxicity. The results suggest that the studied treatment is efficient in removing organic matter and decreasing the toxicity of the dairy effluent, being a potential treatment to be used together with others, in order to meet all the parameters required by the legislation.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33368
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