Oxidação fotocatalítica de efluentes vinícolas utilizando radiação UV e radiação solar
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10348/7899 |
Resumo: | A água é amplamente utilizada pelo ser humano diariamente, indispensável à vida, sendo aplicada desde pequenas áreas agrícolas até às mais variadas atividades industriais. Ao longo das últimas décadas, tem-se verificado um aumento dos fatores que colocam em risco a qualidade da água designadamente a presença de substâncias químicas dissolvidas, devendo-se maioritariamente à evolução e crescimento das atividades referidas. Deste modo, a poluição da água bem como a sua escassez são problemáticas atuais que a humanidade enfrenta. O presente trabalho pretende dar um contributo para o desenvolvimento de processos e aplicação de técnicas físico-químicas, na remoção de matéria orgânica persistente em efluentes vitivinícolas. Para o efeito utilizou-se um efluente vinícola proveniente da região de Trás-os-Montes e Alto Douro, região onde a produção de vinho é uma das maiores atividades agrícolas e sócio-económicas. A avaliação da eficiência dos processos estudados foi realizada com base no grau de mineralização (avaliada pela remoção de carbono orgânico total - COT) e do teor de matéria orgânica (redução da carência química de oxigénio - CQO) do efluente tratado. Em grande parte dos ensaios foram usadas fontes de radiação ultravioleta (UV) como lâmpadas de mercúrio de baixa e media pressão (Heraeus TNN 15/32 e Heraeus TQ 150, respetivamente) e sistemas LEDs (70 W/m2). A primeira abordagem deste trabalho consistiu no tratamento do efluente através do processo oxidativo H2O2/UV. Verificou-se que os melhores resultados de COT e CQO (ambos com 34% de redução) ocorreram com 2,5 mL de H2O2, na presença da lâmpada de média pressão. O processo Fenton possibilitou a redução da CQO em 55% quando utilizados 5 mL de H2O2 e 0,905 g de FeSO4.7H2O2. A remoção máxima de COT (40%) verificou-se com 10 mL de H2O2 e 1,810 g FeSO4.7H2O2. Na terceira abordagem, por meio da reação foto-Fenton com a lâmpada de média pressão obtiveram-se os melhores valores através da adição de 10 mL de H2O2 e 1,810 g FeSO4.7H2O2, sendo 80% e 59% as percentagens de redução de CQO e COT, respetivamente. Para o processo envolvendo ferrioxalato, para além de radiação UV também foi explorada a radiação solar. No caso da radiação solar, o processo permitiu uma redução dos parâmetros analisados em 29% para a CQO e 21% para o COT, quando adicionado 0,540 g C2H2O4, 0,160 g FeCl3 e 1 mL H2O2. Contudo, os melhores valores para este processo foram obtidos com a lâmpada de baixa pressão (CQO – 54%; COT – 32%) na presença de 2,70 g C2H2O4, 0,80 g FeCl3 e 5 mL de H2O2. Por último, abordou-se o processo TiO2/H2O2/UV em que os valores mais favoráveis foram obtidos quando usado o sistema de LEDs. Para a CQO verificou-se uma redução de 49% na presença de 2,5 mL de H2O2 e 0,25g de TiO2, enquanto a remoção de COT alcançou uma percentagem de 41% para 5 mL de H2O2 e 0,25 g de TiO2. Os resultados obtidos permitem concluir que entre os processos de oxidação avançados (POA) analisados neste trabalho, o tratamento foto-Fenton constitui uma alternativa promissora para o tratamento de efluentes vinícolas. |
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Oxidação fotocatalítica de efluentes vinícolas utilizando radiação UV e radiação solarEfluentes vinícolasRadiação solarProcessos de oxidação avançadosRadiação UVFoto-FentonFerrioxalatoDióxido de titânioA água é amplamente utilizada pelo ser humano diariamente, indispensável à vida, sendo aplicada desde pequenas áreas agrícolas até às mais variadas atividades industriais. Ao longo das últimas décadas, tem-se verificado um aumento dos fatores que colocam em risco a qualidade da água designadamente a presença de substâncias químicas dissolvidas, devendo-se maioritariamente à evolução e crescimento das atividades referidas. Deste modo, a poluição da água bem como a sua escassez são problemáticas atuais que a humanidade enfrenta. O presente trabalho pretende dar um contributo para o desenvolvimento de processos e aplicação de técnicas físico-químicas, na remoção de matéria orgânica persistente em efluentes vitivinícolas. Para o efeito utilizou-se um efluente vinícola proveniente da região de Trás-os-Montes e Alto Douro, região onde a produção de vinho é uma das maiores atividades agrícolas e sócio-económicas. A avaliação da eficiência dos processos estudados foi realizada com base no grau de mineralização (avaliada pela remoção de carbono orgânico total - COT) e do teor de matéria orgânica (redução da carência química de oxigénio - CQO) do efluente tratado. Em grande parte dos ensaios foram usadas fontes de radiação ultravioleta (UV) como lâmpadas de mercúrio de baixa e media pressão (Heraeus TNN 15/32 e Heraeus TQ 150, respetivamente) e sistemas LEDs (70 W/m2). A primeira abordagem deste trabalho consistiu no tratamento do efluente através do processo oxidativo H2O2/UV. Verificou-se que os melhores resultados de COT e CQO (ambos com 34% de redução) ocorreram com 2,5 mL de H2O2, na presença da lâmpada de média pressão. O processo Fenton possibilitou a redução da CQO em 55% quando utilizados 5 mL de H2O2 e 0,905 g de FeSO4.7H2O2. A remoção máxima de COT (40%) verificou-se com 10 mL de H2O2 e 1,810 g FeSO4.7H2O2. Na terceira abordagem, por meio da reação foto-Fenton com a lâmpada de média pressão obtiveram-se os melhores valores através da adição de 10 mL de H2O2 e 1,810 g FeSO4.7H2O2, sendo 80% e 59% as percentagens de redução de CQO e COT, respetivamente. Para o processo envolvendo ferrioxalato, para além de radiação UV também foi explorada a radiação solar. No caso da radiação solar, o processo permitiu uma redução dos parâmetros analisados em 29% para a CQO e 21% para o COT, quando adicionado 0,540 g C2H2O4, 0,160 g FeCl3 e 1 mL H2O2. Contudo, os melhores valores para este processo foram obtidos com a lâmpada de baixa pressão (CQO – 54%; COT – 32%) na presença de 2,70 g C2H2O4, 0,80 g FeCl3 e 5 mL de H2O2. Por último, abordou-se o processo TiO2/H2O2/UV em que os valores mais favoráveis foram obtidos quando usado o sistema de LEDs. Para a CQO verificou-se uma redução de 49% na presença de 2,5 mL de H2O2 e 0,25g de TiO2, enquanto a remoção de COT alcançou uma percentagem de 41% para 5 mL de H2O2 e 0,25 g de TiO2. Os resultados obtidos permitem concluir que entre os processos de oxidação avançados (POA) analisados neste trabalho, o tratamento foto-Fenton constitui uma alternativa promissora para o tratamento de efluentes vinícolas.Water is a compound widely used by humans, being applied from small areas agriculture to the various industrial activities. Over time, there has been an increase of dissolved chemicals in the water and must be mainly to the development and growth of these activities. Thus, water pollution and their scarcity are current issues facing humanity. This work aims to contribute to the development of processes and application of physical and chemical techniques in removing persistent organic matter in wastewater wine. For this purpose we used a winery effluent from the Tras-os-Montes and Alto Douro region, with wine production one of the major activities in the region. The evaluation of the process efficiency was based on the degree of mineralization (assessed by removal of total organic carbon - TOC) and biodegradability (reduction of chemical oxygen demand - COD) of the treated effluent. In most assays were used sources of ultraviolet radiation (UV), for example, low and medium pressure mercury lamps (Heraeus TNN 15/32 and Heraeus TQ 150, respectively) and LED systems (70 W/m2). The first approach of this work was the treatment of the effluent through the oxidative H2O2/UV process. It was found that the best results TOC and COD (both 34% reduction) occurred with 2,5 mL of H2O2 in the presence of medium pressure lamp. The Fenton process possible to reduce the COD by 55% when used 5 mL of H2O2 and 0,905 g of FeSO4.7H2O2. Maximum TOC removal (40%) occurred with 10 mL of H2O2 and 1,810 g FeSO4.7H2O2. In the third approach, through the photo-Fenton reaction with medium pressure lamp yielded the best values by the addition of 10 mL of H2O2 and 1,810 g of FeSO4.7H2O2, 80% and 59% the COD reduction percentages and TOC, respectively. For the process involving ferrioxalate, in addition to the UV radiation was also explored. In the case of solar radiation, the method allowed a reduction of the parameters considered by 29% for the COD and TOC to 21% when added 0,540 g of C2H2O4, 0,160 g of FeCl3 and 1 mL of H2O2. However, the best values for this case were obtained with low-pressure lamp (COD - 54%; COT - 32%) in the presence of 2,70 g C2H2O4, 0,80 g FeCl3 and 5 mL of H2O2. Finally, it addressed to the process TiO2/H2O2/UV in the most favorable values were obtained when using the system LEDs. For COD there was a 49% reduction in the presence of 2,5 mL of H2O2 and 0,25 g of TiO2, while the TOC removal achieved a percentage from 41% to 5 mL of H2O2 and 0,25 g of TiO2. The results showed that among the advanced oxidation processes (AOP) analyzed in this work, the photo-Fenton treatment is a promising alternative for the treatment of effluents wineries.2017-07-20T11:41:40Z2016-01-01T00:00:00Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10348/7899TID:201979128porRios, Diana Maria Vieirainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-02T12:55:52Zoai:repositorio.utad.pt:10348/7899Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T02:06:13.729320Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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A água é amplamente utilizada pelo ser humano diariamente, indispensável à vida, sendo aplicada desde pequenas áreas agrícolas até às mais variadas atividades industriais. Ao longo das últimas décadas, tem-se verificado um aumento dos fatores que colocam em risco a qualidade da água designadamente a presença de substâncias químicas dissolvidas, devendo-se maioritariamente à evolução e crescimento das atividades referidas. Deste modo, a poluição da água bem como a sua escassez são problemáticas atuais que a humanidade enfrenta. O presente trabalho pretende dar um contributo para o desenvolvimento de processos e aplicação de técnicas físico-químicas, na remoção de matéria orgânica persistente em efluentes vitivinícolas. Para o efeito utilizou-se um efluente vinícola proveniente da região de Trás-os-Montes e Alto Douro, região onde a produção de vinho é uma das maiores atividades agrícolas e sócio-económicas. A avaliação da eficiência dos processos estudados foi realizada com base no grau de mineralização (avaliada pela remoção de carbono orgânico total - COT) e do teor de matéria orgânica (redução da carência química de oxigénio - CQO) do efluente tratado. Em grande parte dos ensaios foram usadas fontes de radiação ultravioleta (UV) como lâmpadas de mercúrio de baixa e media pressão (Heraeus TNN 15/32 e Heraeus TQ 150, respetivamente) e sistemas LEDs (70 W/m2). A primeira abordagem deste trabalho consistiu no tratamento do efluente através do processo oxidativo H2O2/UV. Verificou-se que os melhores resultados de COT e CQO (ambos com 34% de redução) ocorreram com 2,5 mL de H2O2, na presença da lâmpada de média pressão. O processo Fenton possibilitou a redução da CQO em 55% quando utilizados 5 mL de H2O2 e 0,905 g de FeSO4.7H2O2. A remoção máxima de COT (40%) verificou-se com 10 mL de H2O2 e 1,810 g FeSO4.7H2O2. Na terceira abordagem, por meio da reação foto-Fenton com a lâmpada de média pressão obtiveram-se os melhores valores através da adição de 10 mL de H2O2 e 1,810 g FeSO4.7H2O2, sendo 80% e 59% as percentagens de redução de CQO e COT, respetivamente. Para o processo envolvendo ferrioxalato, para além de radiação UV também foi explorada a radiação solar. No caso da radiação solar, o processo permitiu uma redução dos parâmetros analisados em 29% para a CQO e 21% para o COT, quando adicionado 0,540 g C2H2O4, 0,160 g FeCl3 e 1 mL H2O2. Contudo, os melhores valores para este processo foram obtidos com a lâmpada de baixa pressão (CQO – 54%; COT – 32%) na presença de 2,70 g C2H2O4, 0,80 g FeCl3 e 5 mL de H2O2. Por último, abordou-se o processo TiO2/H2O2/UV em que os valores mais favoráveis foram obtidos quando usado o sistema de LEDs. Para a CQO verificou-se uma redução de 49% na presença de 2,5 mL de H2O2 e 0,25g de TiO2, enquanto a remoção de COT alcançou uma percentagem de 41% para 5 mL de H2O2 e 0,25 g de TiO2. Os resultados obtidos permitem concluir que entre os processos de oxidação avançados (POA) analisados neste trabalho, o tratamento foto-Fenton constitui uma alternativa promissora para o tratamento de efluentes vinícolas. |
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