Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/92562
Title: Processo de Fenton no tratamento de Efluentes de Lagares de Azeite, utilizando catalisadores de baixo custo.
Other Titles: Fenton Process in the treatment of Olive Mill Wastewaters, using low-cost catalysts.
Authors: Rodrigues, Fábio Ribeiro
Orientador: Quina, Margarida Maria João de
Martins, Rui Carlos Cardoso
Keywords: Efluentes de lagares de azeite; Fenton Heterogéneo; Red Mud; Pedra vulcânica dos Açores; Pedra vulcânica das Canárias; Olive Mill Wastewaters; Heterogeneous Fenton; Red Mud; Azores volcanic rock; Canary volcanic rock
Issue Date: 29-Jul-2020
Serial title, monograph or event: Processo de Fenton no tratamento de Efluentes de Lagares de Azeite, utilizando catalisadores de baixo custo.
Place of publication or event: Departamento de Engenharia Química
Abstract: A indústria do azeite tem sofrido um enorme crescimento nas últimas décadas com uma elevada procura dos seus produtos e derivados. Como qualquer produção a grande escala, existe um aumento quase proporcional para a quantidade de resíduos e efluentes secundários à sua atividade. No que diz respeito aos efluentes líquidos provenientes desta indústria, devido ao carácter de perigosidade para os ecossistemas, torna-se eminente o estudo de processos alternativos aos convencionais de tratamento de modo a ser passível a sua libertação nos meios aquáticos naturais. Nesta dissertação toma-se como objetivo investigar novas alternativas para processos de oxidação do tipo Fenton, com o objetivo de minimizar os custos de operação e, juntamente, os impactos das águas tratadas no meio ambiente. Primeiramente, os ensaios laboratoriais consistiram na reação de Fenton heterogéneo, utilizando como catalisador a Red Mud, como fonte de Fe(III), num efluente simulado (mistura de 5 ácidos fenólicos). Com o objetivo de estudar o comportamento do Peróxido de Hidrogénio na reação, de modo e evitar o efeito scavenging, foi testado o impacto da injeção periódica deste reagente ao invés da sua introdução total no início da reação. Para [H2O2] = 100 mg/L, [Red Mud] = 1 g/L, pH = 3 e temperatura ambiente, foi possível atingir cerca de 100% de remoção dos poluentes e menor quantidade de H2O2 residual, aquando injetada a totalidade de H2O2 no início da reação. Relativamente à degradação individual dos 5 ácidos fenólicos, verificaram-se maiores níveis de degradação para o ácido Trans-cinâmico (aproximadamente 99%) enquanto que o mais difícil de remover foi o 4-hidroxibenzóico (75%). Finalmente otimizadas as condições de operabilidade, o passo seguinte consistiu no estudo do comportamento da reação utilizando como catalisador sólido, pedra vulcânica dos Açores e pedra vulcânica das Canárias. Relativamente à quantidade residual de H2O2, a pedra vulcânica dos Açores acaba com menor quantidade, comparativamente à Red Mud. Em contrapartida, as remoções de conteúdo fenólico atingidas pela Red Mud continuam a ser superiores, comparativamente às pedras vulcânicas dos Açores e das Canárias, com 72% e 74.6% respetivamente. Em prol destes resultados, é importante salientar que estas diferenças se devem às características físico-químicas dos catalisadores. Quanto à redução da carga orgânica (CQO), atinge-se valores próximos de 26%, indicando que o efluente não está dentro dos limites legais decretados, sendo que não está apto a ser descarregado para os recursos hídricos.
The olive oil industry has experienced a tremendous growth in the past decades with high population demand for its products and derivatives. Like any large-scale production, there is an increase almost proportional to the amount of solid waste and secondary effluents, due to its activity. Therefore, this type of industrial effluent poses a major threat to the environment, due to the character of danger to ecosystems. Then it becomes eminent, the study of alternative processes about treatment applications, in order to achieve the legal standard limits for its discharge in natural aquatic environments. In this dissertation, the main goal is to explore new alternative investigations for Fenton-type oxidation processes, with the objective of reducing operating costs and monitoring the effects of treated water on the environment. First, the experimental tests consisted in the heterogeneous Fenton reaction, using as a catalyst and a source of Fe (III), the Red Mud, applied to a simulated effluent (mixture of 5 phenolic acids). In order to study the Hydrogen Peroxide behavior in the reaction, as avoiding the scavenging effect, it was impacted by the periodic injection of this reagent to compare its total introduction at the beginning of the reaction. For [H2O2] = 100 mg / L, [Red Mud] = 1 g / L, pH = 3 and room temperature, it was possible to achieve about 100% removal of pollutants and less residual H2O2, by introduzing the total amount of H2O2 at the beginning of the reaction. Regarding the individual degradation of 5 phenolic acids, there were higher levels of degradation for Trans-cinnamic acid (about 99%), while the most difficult to remove was 4-hydroxybenzoic (75%). Finally optimized the operational conditions, the next step consists the study of the reaction behavior using volcanic rock from the Azores island and volcanic rock from the Canaries as a solid catalyst. Regarding the residual amount of H2O2, volcanic rock from the Azores ends up with the lowest amount, compared to the Red Mud. In contrast, as removals of phenolic content reached by the Red Mud continue to be higher, compared to volcanic rocks from the Azores and the Canaries, with 72% and 74.6% respectively. In view of these results, it is important to highlight that these differences must be due to physical and chemical characteristics of the catalysts. Despite of the reduction of organic load (COD), it reaches values close to 26%, telling that the effluent is not within the legal limits, and it is not able to be discharged to natural water resources.
Description: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Química apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
URI: http://hdl.handle.net/10316/92562
Rights: embargoedAccess
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