Dissertação
Avaliação dos processos oxidativos avançados integrados ao processo biológico no tratamento de soro de queijo
Evaluation of advanced oxidative processes integrated to the biological process in the treatment of cheese whey
Registro en:
Autor
Rocha, Amanda Carmelo da
Institución
Resumen
Although it represents an important economic activity, the dairy industry is responsible for
the generation of liquid effluents with high polluting potential and the disposal of cheese whey
is one of its biggest problems. The aim of the present work was to improve the
biodegradability of by-product cheese whey using combined treatments, in particular,
coagulation/flocculation and advanced oxidative processes (AOPs), followed by anaerobic
treatment. This cheese whey in natura came from an industry in the Minas Gerais triangle
region. For its treatment, in addition to coagulation/flocculation using Chitosan, Tanfloc and
processed papaya seed, the use of Fenton and photo-Fenton POAs was proposed. After these
pre-treatments, it was submitted to an anaerobic treatment in Upflow Anaerobic Sludge
Blanket (UASB) reactor. In the coagulation/flocculation stage, the influences of pH and
natural coagulants were evaluated on the responses of total organic carbon (TOC), chemical
oxygen demand (COD) and turbidity. At pH 10 and with coagulant seed of papaya processed
(1 g/L), removals of 17.4% of TOC, 21.7% of COD and 95.5% of turbidity were achieved. The
supernatant was redirected to the Fenton and photo- Fenton, where the influence of the
concentrations of hydrogen peroxide and ferrous ion and iron were evaluated, considering
removals of TOC, COD and residual hydrogen peroxide (H2O2). In the H2O2 concentration of
1.92 M, molar ratio H2O2/Fe2+ of 55 and reaction time of 90 min, removals of 62.2% TOC
and 70.0% COD were obtained, without residual H2O2. The combined pre-treatment of
cheese whey allowed the global removals around 76% COD, 64% TOC and 99% turbidity.
Efficiency equivalent to the Fenton process was achieved by photo-Fenton in H2O2
concentration of 1.92 M, molar ratio H2O2/Fe2+ of 65 and reaction time of 60 min. The
previously treated cheese whwy had its biodegradability increased (COD/BOD ratio 2.6 to
1.8). After 30 days of degradation in anaerobic reactor, COD removal was 87%. The cheese
whey, after being submitted to the integrated coagulation flocculation treatments, photo-
Fenton POA and anaerobic treatment, obtained an overall COD removal of 97%. CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Dissertação (Mestrado) Apesar de representar uma importante atividade econômica, a indústria de laticínios é
responsável pela geração de efluentes líquidos com alto potencial poluidor e a disposição do
soro é um dos seus maiores problemas. O presente trabalho teve como objetivo a melhoria da
biodegradabilidade do subproduto soro de queijo utilizando tratamentos combinados, em
destaque, coagulação/floculação e processos oxidativos avançados (POAs), seguidos do
tratamento anaeróbio. Este soro de queijo in natura foi proveniente de uma indústria da região
do triângulo mineiro. Além da coagulação/floculação utilizando Quitosana, Tanfloc e semente
de mamão processada, foi proposto o uso de POAs do tipo Fenton e foto-Fenton. Após estes
pré-tratamentos, foi submetido a um tratamento anaeróbio em Reator Anaeróbio de Fluxo
Ascendente (RAFA). Na etapa de coagulação/floculação, foram avaliadas as influências do
pH e dos coagulantes naturais sobre as respostas remoções de carbono orgânico total (COT),
demanda química de oxigênio (DQO) e turbidez. Em pH 10 e com coagulante semente de
mamão processada a concentração de 1g/L, foram alcançadas remoções de 17,4% de COT,
21,7% de DQO e 95,5% de turbidez. Este foi redirecionado ao POA Fenton e foto- Fenton,
onde foram avaliadas a influência das concentrações de peróxido de hidrogênio e íon ferroso e
ferro metálico, considerando remoções de COT, DQO e peróxido de hidrogênio residual. À
concentração de H2O2 de 1,92 M, razão molar H2O2/Fe2+ de 55 e tempo reacional de 90 min,
obteve-se remoções de 62,2% em COT e 70,0% em DQO sem residual de H2O2. O prétratamento
combinado do soro de queijo permitiu as remoções globais em torno de 76% de
DQO, 64% de COT e 99% de turbidez. Eficiência equivalente ao processo Fenton foi
alcançada pelo foto-Fenton em concentração de H2O2 de 1,92 M, razão molar H2O2/Fe2+ de
65 e tempo reacional de 60 min. O soro de queijo previamente tratado teve sua
biodegrabilidade aumentada, com razão DQO/DBO de 2,6 para 1,8. Após 30 dias de
degrabilidade em reator anaeróbio, a remoção de DQO foi de 87%. O soro de queijo após ser
submetido aos tratamentos integrados de coagulação/floculação, POA foto-Fenton e
tratamento anaeróbio obteve uma remoção global de DQO de 97%.