Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Leandro Santos da
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12042
Resumo: The textile industry requires large amounts of water, dyes and chemicals in their activity, generating wastewater, solid waste, air emissions, noise and odors that cause direct impact to the environment. In addition, synthetic dyes are responsible for residuals with intense color, acting as a source of pollution and interfering with the natural photosynthetic processes. These dyes have high chemical and photolytic stability, making them recalcitrant, mutagenic and they are hard to remove using conventional treatments, for example, coagulation/flocculation, sedimentation and activated sludge. In face to an environmental legislation increasingly severe and the growing awareness of the consumers, manufacturers have been required to find more appropriate solutions for the treatment of this type of wastewater. The combination of physical-chemical and biological processes has been studied as an effective and economically viable alternative. This study aims to assess the combination of advanced oxidation process (AOP) and biological treatment of textile wastewater. In this study, aqueous solutions of individual reactive dyes (red, yellow and navy blue), synthetic textile wastewater (dyes solutions + additives) and, finally, a real industrial textile wastewater were used. The decoloration was evaluated by UV-VIS spectrophotometry scan between 380 and 900 nm, while the organic matter removal by total organic carbon (TOC) analysis. The POA employed heterogeneous photocatalysis with ZnO/UV or TiO2/UV, concentration of 0.6 mg/ml solution, with an incidence time of UV radiation ranging between 30 and 120 minutes. In the tests with each individual dye aqueous solutions (50 mg/L), the decoloration observed in both photocatalytic systems was higher than 88%, and the TOC removal was between 26% and 44%, with a treatment time between 30 and 45 min. The treatment of the synthetic wastewater (SW 1) containing dyes + surfactant and real wastewater (RW), with ZnO, was not efficient after 120 min of UV radiation incidence. The photocatalysis of these effluents (RW) using TiO2/UV and the same time of reaction, achieved better results, yielding 38% of color removal and 28% of TOC removal. Comparing both photocatalysts, the better catalytic performance, both in color and in TOC removings was obtained with TiO2, which has much higher surface area than ZnO. The combined treatment using aerobic bioprocess for 48 hours with acclimated sludge after POA, using both catalysts, showed decoloration of the SW 1 above 97% and removal of TOC greater than 80%. For the RW, the combined process using TiO2 promoted 96.8% of decoloration and TOC removal of 63.2%. The process coupling photocatalysis and bioprocess has proven to be promising for the treatment of textile wastewater
id UERJ_8b79ed3b80dba0605a0a103f22ff2acf
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/12042
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str 2903
spelling Araujo, Lucia Regina Raddi dehttp://lattes.cnpq.br/1592062469734844Gonçalves, Márcia Monteiro Machadohttp://lattes.cnpq.br/1092018014181521Figueiredo, Marco Antonio Gaya dehttp://lattes.cnpq.br/1138639549823932Tôrres, Elaine FerreiraCammarota, Magali Christehttp://lattes.cnpq.br/1834090751580049http://lattes.cnpq.br/8481930957811046Silva, Leandro Santos da2021-01-06T19:37:40Z2018-02-012016-02-26SILVA, Leandro Santos da. Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis. 2016. 126 f. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12042The textile industry requires large amounts of water, dyes and chemicals in their activity, generating wastewater, solid waste, air emissions, noise and odors that cause direct impact to the environment. In addition, synthetic dyes are responsible for residuals with intense color, acting as a source of pollution and interfering with the natural photosynthetic processes. These dyes have high chemical and photolytic stability, making them recalcitrant, mutagenic and they are hard to remove using conventional treatments, for example, coagulation/flocculation, sedimentation and activated sludge. In face to an environmental legislation increasingly severe and the growing awareness of the consumers, manufacturers have been required to find more appropriate solutions for the treatment of this type of wastewater. The combination of physical-chemical and biological processes has been studied as an effective and economically viable alternative. This study aims to assess the combination of advanced oxidation process (AOP) and biological treatment of textile wastewater. In this study, aqueous solutions of individual reactive dyes (red, yellow and navy blue), synthetic textile wastewater (dyes solutions + additives) and, finally, a real industrial textile wastewater were used. The decoloration was evaluated by UV-VIS spectrophotometry scan between 380 and 900 nm, while the organic matter removal by total organic carbon (TOC) analysis. The POA employed heterogeneous photocatalysis with ZnO/UV or TiO2/UV, concentration of 0.6 mg/ml solution, with an incidence time of UV radiation ranging between 30 and 120 minutes. In the tests with each individual dye aqueous solutions (50 mg/L), the decoloration observed in both photocatalytic systems was higher than 88%, and the TOC removal was between 26% and 44%, with a treatment time between 30 and 45 min. The treatment of the synthetic wastewater (SW 1) containing dyes + surfactant and real wastewater (RW), with ZnO, was not efficient after 120 min of UV radiation incidence. The photocatalysis of these effluents (RW) using TiO2/UV and the same time of reaction, achieved better results, yielding 38% of color removal and 28% of TOC removal. Comparing both photocatalysts, the better catalytic performance, both in color and in TOC removings was obtained with TiO2, which has much higher surface area than ZnO. The combined treatment using aerobic bioprocess for 48 hours with acclimated sludge after POA, using both catalysts, showed decoloration of the SW 1 above 97% and removal of TOC greater than 80%. For the RW, the combined process using TiO2 promoted 96.8% of decoloration and TOC removal of 63.2%. The process coupling photocatalysis and bioprocess has proven to be promising for the treatment of textile wastewaterA indústria têxtil requer grandes quantidades de água, corantes e produtos químicos em sua atividade, gerando efluentes líquidos, resíduos sólidos, emissões atmosféricas, ruídos e odores que impactam diretamente o meio ambiente. Além disso, os corantes sintéticos são responsáveis por efluentes com intensa coloração, agindo como fonte de poluição e interferindo nos processos fotossintéticos naturais. Esses corantes possuem elevada estabilidade química e fotolítica, tornando-os recalcitrantes, mutagênicos e de difícil remoção por tratamento convencional, como, por exemplo, a coagulação/floculação, sedimentação e lodos ativados. Diante de uma legislação ambiental cada vez mais severa e crescente conscientização do mercado consumidor, as indústrias têm sido obrigadas a encontrar soluções adequadas para o tratamento desse tipo de efluente. A combinação entre processo Físico-Químico e Biológico tem sido estudada como uma alternativa efetiva e viável economicamente. O presente trabalho visa avaliar a combinação entre os processos oxidativo avançado (POA) e biológico no tratamento de efluentes têxteis. Foram utilizadas, neste estudo, soluções aquosas de corantes reativos individuais (vermelho, amarelo e marinho), efluentes têxteis sintéticos (solução dos corantes + aditivos) e, por fim, um efluente têxtil real. Através da varredura em espectrofotômetro UV-VIS entre 380 e 900 nm foi avaliada a descoloração dos sistemas, enquanto a remoção de matéria orgânica através da análise de Carbono Orgânico Total (COT). O POA empregou a fotocatálise heterogênea com ZnO/UV ou TiO2/UV, na concentração de 0,6 mg de fotocatalisador/ml solução, com um tempo de incidência da radiação UV variando entre 30 e 120 minutos. Nos ensaios com as soluções aquosas individuais de corantes (50 mg/L), a descoloração observada em ambos os sistemas fotocatalíticos foi superior a 88% e a remoção de COT ficou entre 26% e 44%, com o tempo de tratamento entre 30 e 45 min. Os tratamentos do efluente sintético ES 1 (contendo corantes+surfactante) e do efluente real ER, com ZnO, não se mostraram eficientes em 120 min de incidência da radiação UV. Já a fotocatálise desses efluentes empregando TiO2/UV, pelo mesmo período, alcançou melhores resultados, tendo-se obtido 38% de remoção de cor e 28% de remoção de COT para o efluente ER. Comparando os dois fotocatalisadores, o melhor desempenho catalítico, tanto na remoção de cor quanto na remoção de COT, foi obtido com o TiO¬2, que possui área específica muito superior a do ZnO. O tratamento combinado utilizando o bioprocesso aeróbio, por 48h, com lodo aclimatado após o POA, empregando ambos os catalisadores, apresentaram descoloração do efluente sintético ES 1 acima de 97% e remoção do COT superior a 80%. Para o efluente ER, o processo combinado usando TiO2 promoveu, no total, 96,8% de descoloração e 63,2% de remoção do COT. O processo combinando fotocatálise e bioprocesso se mostrou promissor para o tratamento de efluentes têxteisSubmitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:37:40Z No. of bitstreams: 1 Leandro Santos da Silva.pdf: 3262307 bytes, checksum: d4b57d6c55540ce207be84e069fd5098 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Santos da Silva.pdf: 3262307 bytes, checksum: d4b57d6c55540ce207be84e069fd5098 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto de QuímicaTextile WastewaterHeterogeneous PhotocatalysisBioprocessZinc OxideTitanium DioxideEfluente têxtilFotocatálise heterogêneaBioprocessoÓxido de zincoDióxido de titânioCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICAAvaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteisEvaluation of combined photocatalytic and biological processes for dyes and organic compounds removal of textile wastewaterinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALLeandro Santos da Silva.pdfapplication/pdf3262307http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/12042/1/Leandro+Santos+da+Silva.pdfd4b57d6c55540ce207be84e069fd5098MD511/120422024-02-27 15:36:08.434oai:www.bdtd.uerj.br:1/12042Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:36:08Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.por.fl_str_mv Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Evaluation of combined photocatalytic and biological processes for dyes and organic compounds removal of textile wastewater
title Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis
spellingShingle Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis
Silva, Leandro Santos da
Textile Wastewater
Heterogeneous Photocatalysis
Bioprocess
Zinc Oxide
Titanium Dioxide
Efluente têxtil
Fotocatálise heterogênea
Bioprocesso
Óxido de zinco
Dióxido de titânio
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
title_short Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis
title_full Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis
title_fullStr Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis
title_full_unstemmed Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis
title_sort Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis
author Silva, Leandro Santos da
author_facet Silva, Leandro Santos da
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Araujo, Lucia Regina Raddi de
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1592062469734844
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Gonçalves, Márcia Monteiro Machado
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1092018014181521
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Figueiredo, Marco Antonio Gaya de
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1138639549823932
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Tôrres, Elaine Ferreira
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Cammarota, Magali Christe
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1834090751580049
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8481930957811046
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Leandro Santos da
contributor_str_mv Araujo, Lucia Regina Raddi de
Gonçalves, Márcia Monteiro Machado
Figueiredo, Marco Antonio Gaya de
Tôrres, Elaine Ferreira
Cammarota, Magali Christe
dc.subject.eng.fl_str_mv Textile Wastewater
Heterogeneous Photocatalysis
Bioprocess
Zinc Oxide
Titanium Dioxide
topic Textile Wastewater
Heterogeneous Photocatalysis
Bioprocess
Zinc Oxide
Titanium Dioxide
Efluente têxtil
Fotocatálise heterogênea
Bioprocesso
Óxido de zinco
Dióxido de titânio
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
dc.subject.por.fl_str_mv Efluente têxtil
Fotocatálise heterogênea
Bioprocesso
Óxido de zinco
Dióxido de titânio
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
description The textile industry requires large amounts of water, dyes and chemicals in their activity, generating wastewater, solid waste, air emissions, noise and odors that cause direct impact to the environment. In addition, synthetic dyes are responsible for residuals with intense color, acting as a source of pollution and interfering with the natural photosynthetic processes. These dyes have high chemical and photolytic stability, making them recalcitrant, mutagenic and they are hard to remove using conventional treatments, for example, coagulation/flocculation, sedimentation and activated sludge. In face to an environmental legislation increasingly severe and the growing awareness of the consumers, manufacturers have been required to find more appropriate solutions for the treatment of this type of wastewater. The combination of physical-chemical and biological processes has been studied as an effective and economically viable alternative. This study aims to assess the combination of advanced oxidation process (AOP) and biological treatment of textile wastewater. In this study, aqueous solutions of individual reactive dyes (red, yellow and navy blue), synthetic textile wastewater (dyes solutions + additives) and, finally, a real industrial textile wastewater were used. The decoloration was evaluated by UV-VIS spectrophotometry scan between 380 and 900 nm, while the organic matter removal by total organic carbon (TOC) analysis. The POA employed heterogeneous photocatalysis with ZnO/UV or TiO2/UV, concentration of 0.6 mg/ml solution, with an incidence time of UV radiation ranging between 30 and 120 minutes. In the tests with each individual dye aqueous solutions (50 mg/L), the decoloration observed in both photocatalytic systems was higher than 88%, and the TOC removal was between 26% and 44%, with a treatment time between 30 and 45 min. The treatment of the synthetic wastewater (SW 1) containing dyes + surfactant and real wastewater (RW), with ZnO, was not efficient after 120 min of UV radiation incidence. The photocatalysis of these effluents (RW) using TiO2/UV and the same time of reaction, achieved better results, yielding 38% of color removal and 28% of TOC removal. Comparing both photocatalysts, the better catalytic performance, both in color and in TOC removings was obtained with TiO2, which has much higher surface area than ZnO. The combined treatment using aerobic bioprocess for 48 hours with acclimated sludge after POA, using both catalysts, showed decoloration of the SW 1 above 97% and removal of TOC greater than 80%. For the RW, the combined process using TiO2 promoted 96.8% of decoloration and TOC removal of 63.2%. The process coupling photocatalysis and bioprocess has proven to be promising for the treatment of textile wastewater
publishDate 2016
dc.date.issued.fl_str_mv 2016-02-26
dc.date.available.fl_str_mv 2018-02-01
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-01-06T19:37:40Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA, Leandro Santos da. Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis. 2016. 126 f. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12042
identifier_str_mv SILVA, Leandro Santos da. Avaliação do processo combinado fotocatalítico e biológico para descoloração e remoção de matéria orgânica de efluentes têxteis. 2016. 126 f. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12042
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.publisher.initials.fl_str_mv UERJ
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
bitstream.url.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/12042/1/Leandro+Santos+da+Silva.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv d4b57d6c55540ce207be84e069fd5098
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1811728662976790528