Combinação de tratamentos químicos para a potabilização das águas descartadas de frigoríficos

Abstract

A indústria de alimentos consome grande quantidade de água potável e, com o aumento da população, advém maior demanda por produtos manufaturados e, conseqüentemente, aumenta também o consumo de água potável. O reúso de água em indústrias é uma ótima alternativa para a preservação de água fresca e, para isso, novas tecnologias de tratamento de águas têm sido propostas. O objetivo principal deste estudo é a potabilização do efluente secundário (após tratamento secundário de lodo ativado) de uma agroindústria para reúso potável indireto, utilizando uma combinação de tratamentos avançados de água. Foram testadas diversas tecnologias de tratamento, sendo avaliada a porcentagem de remoção dos contaminantes e/ou realizado o estudo cinético desta remoção/degradação. Os processos avaliados foram: microfiltração, filtração com carvão ativado, ultrafiltração, ultravioleta, processos oxidativos avançados (POA O3/UV, O3/H2O2 e UV/H2O2), ozonização e fotoredução catalítica de nitrato a nitrogênio (POA heterogêneo TiO2). Os estudos de remoção e/ou cinética foram feitos para cor, turbidez, coliformes totais, UV254, nitrato e um microcontaminante, o antibiótico eritromicina. Para este antibiótico macrolídeo, foram identificados e divulgados pela primeira vez seus produtos primários de oxidação via ozonização e POAs O3/UV, O3/H2O2 e UV/H2O2. Dentre as combinações testadas para o tratamento de efluente real, a microfiltração seguida de POA UV/H2O2 foi a que atingiu qualidade de água potável, exceto pela concentração de nitrato. Para adequar a qualidade da água, foi aplicado após microfiltração, o processo fotocatalítico heterogêneo com TiO2, visando a fotoredução de nitrato. Além de puro TiO2, foram preparados e caracterizados novos catalisadores pela fotodeposição de zinco, cromo ou cobre. O melhor catalisador para a fotoredução de nitrato foi o Zn-TiO2, utilizando-se a dosagem de 1 g L-1. Um modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood foi proposto para descrever a cinética de fotorredução de nitrato na presença de ácido fórmico em solução aquosa e em um efluente real do frigorífico.

The food industry consumes large amounts of water. With increased population the demand for manufactured goods increases and, consequently, consumption of drinking water also increases. Water reuse in industries is a great alternative to the preservation of fresh water. The main goal of this study is to treat, by advanced treatments, a secondary effluent (after secondary treatment activated sludge) from a slaughterhouse in order to provide reclaimed water with drinking water quality for industrial reuse. Several treatments were tested being evaluated the removal percentage of contaminants and/or carried out the kinetic study of removal/degradation. The main treatments tested were: microfiltration, filtration with activated carbon, ultrafiltration, ultaviolet, advanced oxidation processes (AOP O3/UV, O3/H2O2 and UV/H2O2), ozonation and photocatalytic reduction of nitrate to nitrogen (POA heterogeneous TiO2). The removal and/or kinetics studies were carried out for color, turbidity, total coliform, UV254, nitrate and a micropollutant, the antibiotic erythromycin. For this macrolide antibiotic, the primary degradation products by O3, O3/UV, O3/H2O2 and UV/H2O2 treatments were identified and published for the first time. Among the combinations tested, microfiltration followed by AOP UV/H2O2 provides reclaimed water with drinking water quality, except for the concentration of nitrate. To address this question, the combination of microfiltration followed by POA heterogeneous TiO2 was applied. POA TiO2 was carried out to photoreduce nitrate into nitrogen. In addition to pure TiO2, new catalysts were prepared by photodeposition of zinc, copper and chrome. All catalysts were characterized. The best catalyst for the nitrate photoreduction was the Zn-TiO2 at a concentration of 1 g L-1. A Langmuir-Hinshelwood kinetic model was proposed to describe the kinetics of nitrate photoreduction in presence of formic acid in aqueous and in real wastewater.