Integração de processo fotoquímico e biológico na degradação de fenol em efluentes aquosos.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2005
Autor(a) principal: Matsuda, Fernanda Yumi
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP
Universidade de São Paulo
Escola Politécnica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-06052026-110507/
Resumo: Os processos biológicos são caracterizados por possibilitarem o tratamento de grandes volumes de efluentes a um baixo custo operacional. Determinados efluentes industriais apresentam compostos orgânicos tóxicos, tais como fenóis, por exemplo, e podem inviabilizar o tratamento em sistemas biológicos, devido à inibição do metabolismo dos microrganismos presentes no lodo ativado. Por sua vez, os processos oxidativos avançados (POAs), que fazem uso de radicais hidroxila como agentes oxidantes, permitem tratar tais efluentes, em alguns casos degradando completamente compostos orgânicos a CO2 e H2O. Porém, apresentam custo significativamente maior, podendo se tornar inviáveis para o tratamento de grandes volumes. Uma alternativa interessante é o emprego dos POAs como pré-tratamento para remoção de toxicidade. O presente trabalho tem como objetivo o estudo da viabilidade técnica da integração entre o POA, baseado na reação foto-Fenton, e o sistema de lodos ativados. Em uma primeira etapa um efluente sintético, apresentando fenol como poluente modelo (1000 mgC L-1), é pré-tratado pelo processo foto-Fenton, através de um reator tubular contendo 12 lâmpadas UV (40 W/lâmpada). Espécies aromáticas são convertidas a ácidos orgânicos e outros compostos provavelmente menos agressivos, tornando o meio viável à atividade microbiana. Este efluente pré-tratado é introduzido em um sistema contínuo de lodos ativados para complementar a oxidação da matéria orgânica residual.Simultaneamente, foi realizado o estudo dos fatores envolvidos na integração entre os processos, especialmente as concentrações residuais de fenol (20 - 100 mgC L-1) e de peróxido de hidrogênio (0,1 - 1,5 mmol L-1) após o pré-tratamento fotoquímico. Os efeitos dessas variáveis e de suas interações (efeitos sinérgicos) quanto ao desempenho do reator biológico foram investigados, via técnica de superfície de resposta, a partir de um planejamento experimental Doehlert.
id USP_649b09fa6c6ab3250e514da12831bbea
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-06052026-110507
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling Integração de processo fotoquímico e biológico na degradação de fenol em efluentes aquosos.Untitled in englishEfluentesLodo ativadoReatores bioquímicosResíduos industriaisActivated sludgeBiochemical reactorsEffluentsIndustrial wasteOs processos biológicos são caracterizados por possibilitarem o tratamento de grandes volumes de efluentes a um baixo custo operacional. Determinados efluentes industriais apresentam compostos orgânicos tóxicos, tais como fenóis, por exemplo, e podem inviabilizar o tratamento em sistemas biológicos, devido à inibição do metabolismo dos microrganismos presentes no lodo ativado. Por sua vez, os processos oxidativos avançados (POAs), que fazem uso de radicais hidroxila como agentes oxidantes, permitem tratar tais efluentes, em alguns casos degradando completamente compostos orgânicos a CO2 e H2O. Porém, apresentam custo significativamente maior, podendo se tornar inviáveis para o tratamento de grandes volumes. Uma alternativa interessante é o emprego dos POAs como pré-tratamento para remoção de toxicidade. O presente trabalho tem como objetivo o estudo da viabilidade técnica da integração entre o POA, baseado na reação foto-Fenton, e o sistema de lodos ativados. Em uma primeira etapa um efluente sintético, apresentando fenol como poluente modelo (1000 mgC L-1), é pré-tratado pelo processo foto-Fenton, através de um reator tubular contendo 12 lâmpadas UV (40 W/lâmpada). Espécies aromáticas são convertidas a ácidos orgânicos e outros compostos provavelmente menos agressivos, tornando o meio viável à atividade microbiana. Este efluente pré-tratado é introduzido em um sistema contínuo de lodos ativados para complementar a oxidação da matéria orgânica residual.Simultaneamente, foi realizado o estudo dos fatores envolvidos na integração entre os processos, especialmente as concentrações residuais de fenol (20 - 100 mgC L-1) e de peróxido de hidrogênio (0,1 - 1,5 mmol L-1) após o pré-tratamento fotoquímico. Os efeitos dessas variáveis e de suas interações (efeitos sinérgicos) quanto ao desempenho do reator biológico foram investigados, via técnica de superfície de resposta, a partir de um planejamento experimental Doehlert.Biological degradation processes are able to treat large volumes of wastewaters at low costs. However, the presence of highly toxic pollutants, in significant contents, may inhibit the microbial metabolism. Advanced oxidation processes (AOPs), based on the chemistry of non-selective hydroxyl radicals, can be used to treat such effluents, sometimes leading to the complete oxidation of recalcitrant compounds to CO2 and water. The high costs involved in the generation of UV radiation, however, impose serious limitations to these processes. A promising alternative is the application of AOPs as a pre-treatment stage for the abatement of the toxicity. In this work, the coupling between the photo-Fenton process and an activated-sludge system has been studied. An aqueous solution containing phenol as a model pollutant (1000 mgC L-1) is treated, in a first stage, by the photo-Fenton system, using a multilamp tubular flow reactor equipped with 12 UV lamps (40 W/lamp). In this step, the conversion of aromatic compounds to acids and other less toxic compounds is verified. To get a better insight into the factors that govern the coupling between photochemical and biological processes, residual phenol and peroxide concentrations in the pre-treated stream were varied in the respective ranges: 20 - 100 mgC L-1 and 0.1 - 1.5 mmol L-1. Experiments were carried out according to a Doehlert design. Results were analyzed by the response surface method, and the synergistic effects between these variables were observed.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USPUniversidade de São PauloEscola Politécnica2005-05-172026-05-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-06052026-110507/doi:10.11606/D.3.2005.tde-06052026-110507Liberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccessMatsuda, Fernanda Yumiporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2026-05-06T14:11:04Zoai:teses.usp.br:tde-06052026-110507Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-05-06T14:11:04Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Integração de processo fotoquímico e biológico na degradação de fenol em efluentes aquosos.
Untitled in english
title Integração de processo fotoquímico e biológico na degradação de fenol em efluentes aquosos.
spellingShingle Integração de processo fotoquímico e biológico na degradação de fenol em efluentes aquosos.
Matsuda, Fernanda Yumi
Efluentes
Lodo ativado
Reatores bioquímicos
Resíduos industriais
Activated sludge
Biochemical reactors
Effluents
Industrial waste
title_short Integração de processo fotoquímico e biológico na degradação de fenol em efluentes aquosos.
title_full Integração de processo fotoquímico e biológico na degradação de fenol em efluentes aquosos.
title_fullStr Integração de processo fotoquímico e biológico na degradação de fenol em efluentes aquosos.
title_full_unstemmed Integração de processo fotoquímico e biológico na degradação de fenol em efluentes aquosos.
title_sort Integração de processo fotoquímico e biológico na degradação de fenol em efluentes aquosos.
author Matsuda, Fernanda Yumi
author_facet Matsuda, Fernanda Yumi
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Matsuda, Fernanda Yumi
dc.subject.por.fl_str_mv Efluentes
Lodo ativado
Reatores bioquímicos
Resíduos industriais
Activated sludge
Biochemical reactors
Effluents
Industrial waste
topic Efluentes
Lodo ativado
Reatores bioquímicos
Resíduos industriais
Activated sludge
Biochemical reactors
Effluents
Industrial waste
description Os processos biológicos são caracterizados por possibilitarem o tratamento de grandes volumes de efluentes a um baixo custo operacional. Determinados efluentes industriais apresentam compostos orgânicos tóxicos, tais como fenóis, por exemplo, e podem inviabilizar o tratamento em sistemas biológicos, devido à inibição do metabolismo dos microrganismos presentes no lodo ativado. Por sua vez, os processos oxidativos avançados (POAs), que fazem uso de radicais hidroxila como agentes oxidantes, permitem tratar tais efluentes, em alguns casos degradando completamente compostos orgânicos a CO2 e H2O. Porém, apresentam custo significativamente maior, podendo se tornar inviáveis para o tratamento de grandes volumes. Uma alternativa interessante é o emprego dos POAs como pré-tratamento para remoção de toxicidade. O presente trabalho tem como objetivo o estudo da viabilidade técnica da integração entre o POA, baseado na reação foto-Fenton, e o sistema de lodos ativados. Em uma primeira etapa um efluente sintético, apresentando fenol como poluente modelo (1000 mgC L-1), é pré-tratado pelo processo foto-Fenton, através de um reator tubular contendo 12 lâmpadas UV (40 W/lâmpada). Espécies aromáticas são convertidas a ácidos orgânicos e outros compostos provavelmente menos agressivos, tornando o meio viável à atividade microbiana. Este efluente pré-tratado é introduzido em um sistema contínuo de lodos ativados para complementar a oxidação da matéria orgânica residual.Simultaneamente, foi realizado o estudo dos fatores envolvidos na integração entre os processos, especialmente as concentrações residuais de fenol (20 - 100 mgC L-1) e de peróxido de hidrogênio (0,1 - 1,5 mmol L-1) após o pré-tratamento fotoquímico. Os efeitos dessas variáveis e de suas interações (efeitos sinérgicos) quanto ao desempenho do reator biológico foram investigados, via técnica de superfície de resposta, a partir de um planejamento experimental Doehlert.
publishDate 2005
dc.date.none.fl_str_mv 2005-05-17
2026-05-06
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.uri.fl_str_mv https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-06052026-110507/
doi:10.11606/D.3.2005.tde-06052026-110507
url https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-06052026-110507/
identifier_str_mv doi:10.11606/D.3.2005.tde-06052026-110507
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP
Universidade de São Paulo
Escola Politécnica
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP
Universidade de São Paulo
Escola Politécnica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1865301814308503552