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Título: Tratamento de lixiviado de um aterro sanitário por adsorção em cerâmica e processo Fenton
Título(s) alternativo(s): Treatment of leachate from a sanitary landfill by ceramic adsorption and Fenton process
Autor(es): Silva, Alex Barbosa Campos
Orientador(es): Freire, Flavio Bentes
Palavras-chave: Aterro sanitário - Lixiviação
Carbono ativado
Adsorção
Planejamento - Experiências
Saneamento
Peróxido de hidrogênio
Águas residuais - Aspectos ambientais
Chorume
Engenharia civil
Soils - Leaching
Carbon, Activated
Adsorption
Planning - Experiments
Sanitation
Hydrogen peroxide
Sewage - Environmental aspects
Slurry
Civil engineering
Data do documento: 28-Jun-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: SILVA, Alex Barbosa Campos. Tratamento de lixiviado de um aterro sanitário por adsorção em cerâmica e processo Fenton. 2018. 152 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.
Resumo: O lixiviado de aterro sanitário, popularmente conhecido como chorume, possui elevada concentração de matéria orgânica, substancias húmicas, nitrogênio amoniacal e compostos tóxicos, geralmente sendo necessária uma combinação de técnicas de tratamentos físicos, químicos e biológicos para o atendimento a padrões de lançamento vigentes. O objetivo foi avaliar o tratamento do lixiviado de um aterro sanitário por adsorção em cerâmica de argila e por processo Fenton. Avaliados inicialmente de maneira isolada, para a obtenção das melhores condições operacionais, e posteriormente de maneira combinada, com o intuito de comprovar a elevada eficiência dessas técnicas quando otimizadas. A cerâmica de argila foi utilizada como adsorvente e os resultados foram comparados com aqueles obtidos pelo carvão ativado, uma vez que se trata de um material já consolidado para esta finalidade. Tanto adsorção quanto Fenton foram executados em mesa agitadora com agitação constante de 150 rpm, temperatura de 25°C e tempo reacional máximo de 140 min. A técnica de delineamento de composto central rotacional (CCR) foi utilizada para a otimização dos fatores respostas. Na cerâmica de argila variou-se a faixa granulométrica entre 9,52 mm e 0,149 mm e massas de 5 g à 25 g. Para o carvão ativado a granulometria foi constante de 0,5 mm e as massas utilizadas variaram de 7 g a 23,5 g. O processo Fenton teve a concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2) e o tempo reacional otimizados, sendo que o ponto inicial foi relacionado com a quantidade estequiométrica de O2 necessária para a estabilização total da DQO. No chorume bruto a concentração de matéria orgânica em termos de DQO foi de 2495 mg L-1, 1588 mg L-1 de nitrogênio amoniacal, pH 7,84, fósforo 59,20 mg L-1 entre outros. A adsorção em cerâmica de argila proporcionou uma eficiência na remoção de cor superior a 55%, favorecida pelas partículas com tamanhos inferiores a 2,53 mm e tempo de médio de reação em 90 minutos. O carvão ativado atingiu uma eficiência de 80% de remoção de DQO, com a massa de 20 g de adsorvente e um tempo ideal de 90 minutos. No Processo Fenton obteve-se uma eficiência de 82% de remoção de DQO em um tempo de 45 min, sendo que a concentração ideal de peróxido de hidrogênio foi de 22,5 mg L-1. Através dos estudos cinéticos foi possível obter a melhor condição para o uso do adsorvente e do processo Fenton. Na combinação dos processos Fenton e adsorção com ambos adsorventes o tratamento atingiu uma eficiência global de 90% de remoção de DQO. Portanto, conclui-se que o tratamento estabelecido é promissor para esse efluente, porém há a necessidade de complementação com outras técnicas de tratamentos.
Abstract: The landfill leachate, popularly known as leachate, has a high concentration of organic matter, humic substances, ammoniac nitrogen and toxic compounds, generally requiring a combination of physical, chemical and biological treatment techniques to meet current release standards. The objective was to evaluate the treatment of leachate from a landfill by adsorption in clay pottery and by Fenton process. Initially evaluated in an isolated way, to obtain the best operational conditions, and later in a combined manner, in order to prove the high efficiency of these techniques when optimized. The clay pottery was use as adsorbent and the results were compare with those obtained by activated carbon, since it is a material already consolidated for this purpose. Both adsorption and Fenton were run in a shaker table with constant agitation of 150 rpm, temperature of 25 ° C and maximum reaction time of 140 min. The rotational central composite (CCR) delineation technique was use to optimize the response factors. In the clay ceramics, the granulometry was varied between diameters from 9.52 mm to 0.149 mm and masses from 5 g to 25 g. For the activated carbon the particle size was constant of 0.5 mm and the masses used ranged from 7 g to 23.5 g. The Fenton process had the optimum hydrogen peroxide concentration (H2O2) and the reaction time, and the starting point was relate to the stoichiometric amount of O2 required for the total COD stabilization. In the raw slurry the organic matter concentration in terms of COD was 2495 mg L-1, 1588 mg L-1 of ammoniac nitrogen, pH 7.84, phosphorus 59.20 mg L-1 among others. The clay adsorption gave a color removal efficiency greater than 55%, favored by particles with diameters of less than 2.53 mm and mean reaction time in 90 minutes. Activated carbon reached an efficiency of 80% of COD removal, with a mass of 20 g of adsorbent and an ideal time of 90 minutes. In the Fenton process, an efficiency of 82% of COD removal was obtained in a time of 45 min, with the ideal concentration of hydrogen peroxide being 22.5 mg L-1. Through the kinetic studies, it was possible to obtain the best condition for the use of the adsorbent and the Fenton process. In the combination of Fenton processes and adsorption with both adsorbents, the treatment achieved an overall efficiency of 90% COD removal. Therefore, concluded that the established treatment is promising for this effluent, but there is a need for complementation with other treatment techniques.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3401
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