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Tipo do documento: Dissertação
Título: Emprego de tecnologias terciárias de tratamento de efluente de indústria de papel e celulose pré-tratado biologicamente
Título(s) alternativo(s): Use of tertiary technologies to treat biologically pre-treated effluent from the paper and cellulose industry
Autor: Bender, Ana Flávia 
Primeiro orientador: Souza, Jeanette Beber de
Primeiro coorientador: Vidal, Carlos Magno de Sousa
Resumo: Na produção de celulose e de papel são utilizados elevados volumes de água, madeira e quantidades variadas de produtos químicos, gerando efluentes com características diversas em quantidade e qualidade nos diferentes processos produtivos da indústria. A cor e o fenol presentes no efluente do processo Kraft se devem à presença de moléculas derivadas da lignina que são dificilmente biodegradadas. Visando à remedição deste efluente, o presente trabalho busca avaliar a remoção de cor e fenol residual de efluente de uma indústria de papel e celulose pré-tratado biologicamente, usando coagulação e adsorção em carvão ativado granular e carvão ativado em pó. O trabalho foi realizado em três etapas: (I) investigação das condições operacionais ideais para o processo de coagulação, tendo sido testadas: dosagem de coagulante e tempo de sedimentação; (II) avaliação da eficiência do tratamento de coagulação sob as condições ideais (otimizada) e realização dos ensaios de filtração em carvão ativado granular, sendo, tanto o efluente bruto (proveniente do tratamento secundário, biológico da indústria) quanto o efluente coagulado filtrados, verificando assim a eficiência de ambos os tratamentos; e (III) realização dos ensaios de adsorção em carvão ativado em pó para o efluente bruto, sendo investigados o tempo mínimo necessário para obtenção do equilíbrio, a massa do material adsorvente, as isotermas de adsorção, e o estudo da eficiência do tratamento. Na Etapa I os resultados obtidos apontaram para a utilização da dosagem de coagulante de 225 mg/L com tempo de sedimentação de 20 min. Na Etapa II após filtração atingiram-se as remoções de 45%, 62%, 38%, 47%, para os parâmetros cor, turbidez, DQO e fenol, respectivamente. Com o efluente clarificado e posteriormente filtrado atingiu-se remoção de 64% para o parâmetro DQO e remoções superiores a 90% para os demais parâmetros. Na etapa III verificou-se que o tempo mínimo necessário para obtenção do equilíbrio no processo de adsorção foi de 5 min e que a massa de 1 e 0,5 g apresentaram-se iguais e superiores à massa de 0,1 g de carvão ativado em pó. Ao se determinarem as isotermas de adsorção para o parâmetro cor, os dados experimentais foram ajustados aos modelos de Langmuir e Freundlich, demostrando melhor ajuste ao modelo de Langmuir. Posteriormente, foi avaliado o desempenho do processo de adsorção em carvão ativado em pó quanto à remoção dos parâmetros para as condições ideais. Os resultados permitiram avaliar sobre o elevado potencial do processo no tratamento avançado de efluente de papel e celulose, com remoções de 77% e 71% para turbidez e DQO, respectivamente e acima de 90% para cor e fenol.
Abstract: In the production of cellulose and paper, high volumes of water, wood and various amounts of chemicals are used, generating effluents with different characteristics in quantity and quality in the different production processes of the industry. The color and phenol present in the effluent from the Kraft process are due to the presence of lignin-derived molecules that are hardly biodegradable. The aim of the present work is to evaluate the removal of color and residual phenol from the effluent from a biologically pretreated pulp and paper industry, using coagulation and adsorption onto granular and powdered activated carbon. The work was carried out in three stages: (I) investigation of the ideal operating conditions for the coagulation process, having been tested: coagulant dosage and sedimentation time; (II) evaluation of the efficiency of the coagulation treatment under ideal conditions (optimized) and filtration tests in granular activated carbon, both the raw effluent (from the secondary biological treatment of the industry) and the filtrate coagulated effluent, thus verifying the efficiency of both treatments; and (III) adsorption tests on powdered activated carbon for the raw effluent, investigating the minimum time required to obtain the equilibrium time, the mass of the adsorbent material, the adsorption isotherms, and the study of treatment efficiency. In Step I, the results obtained indicated the use of coagulant dosage of 225 mg/L with sedimentation time of 20 min. In Step II after filtration the removals of 45%, 62%, 38%, 47% were reached for the parameters color, turbidity, COD and phenol, respectively. With the effluent clarified and later filtered, 64% removal for the COD parameter and removals of more than 90% were achieved for the other parameters. In step III it was verified that the minimum time necessary to obtain equilibrium in the adsorption process was of 5 min and that the mass of 1 and 0,5 g were equal and superior to the mass of 0,1 g of powered activated carbon. When the adsorption isotherms were determined for the color parameter, the experimental data were adjusted to the Langmuir and Freundlich models, showing a better fit to the Langmuir model. Subsequently, the performance of the adsorption process on powdered activated carbon was evaluated for the removal of the parameters for the ideal conditions. The results allowed to evaluate the high potential of the process in the advanced treatment of paper and cellulose effluent, with removals of 77% and 71% for turbidity and COD, respectively and above 90% for color and phenol.
Palavras-chave: papel e celulose
coagulação
adsorção
carvão ativado
tratamento avançado de efluentes industriais
processo kraf
pulp and paper
coagulation
adsorption
activated carbon
advanced treatment of industrial effluents
kraft process
Área(s) do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL
RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL::MANEJO FLORESTAL
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Centro-Oeste
Sigla da instituição: UNICENTRO
Departamento: Unicentro::Departamento de Ciências Florestais
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais (Mestrado)
Citação: Bender, Ana Flávia. Emprego de tecnologias terciárias de tratamento de efluente de indústria de papel e celulose pré-tratado biologicamente. 2018. 85 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais - Mestrado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Irati-PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1361
Data de defesa: 2-Mar-2018
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