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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2010.tde-14042010-153657
Documento
Autor
Nome completo
Adela Tatiana Rodriguez Chaparro
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2010
Orientador
Banca examinadora
Pires, Eduardo Cleto (Presidente)
Foresti, Eugenio
Mounteer, Ann Honor
Saez, Gladys Cecilia Vidal
Zaiat, Marcelo
Título em português
Tratamento de efluentes de branqueamento de polpa celulósica em reator anaeróbio seguido de processo oxidativo avançado
Palavras-chave em português
AOX
Ecotoxicologia aquática
Espectro UV-VIS
Ozônio
Polpa celulósica
Processo anaeróbio
Zahn-Wellens
Resumo em português
A remoção da matéria orgânica biodegradável e não biodegradável presente em efluentes de branqueamento de polpa celulósica kraft foi investigado utilizando processos biológicos anaeróbios seguidos de processos de oxidação avançada (POA) baseados em ozônio. Os experimentos foram realizados utilizando-se efluentes da planta de branqueamento de polpa celulósica kraft de duas indústrias. O reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF) em escala de bancada operou em regime contínuo durante 418 dias e o efluente biotratado era submetido à oxidação avançada aplicando ozônio e ozônio/UV em regime de batelada. Os resultados demonstraram que a sequência de tratamento Anaeróbio + POA baseados em ozônio, favoreceu satisfatoriamente a remoção da matéria orgânica (biodegradável e não biodegradável) presente no efluente de branqueamento de polpa celulósica Kraft, medida como DQO, COd, AOX, lignina solúvel em ácido (LSA), e valores da absorbância em comprimentos de onda na região UV-VIS do espectro (UV215, UV254, UV280, VIS346).Verificou-se com testes de ecotoxicologia aquática utilizando Daphnia similis e Ceriodaphnia sp, que os efluentes de branqueamento são tóxicos aos organismos aquáticos. Do mesmo modo, ensaios de genotoxicidade utilizando células da região meristemática da raiz do Allium cepa L (cebola comum), revelaram que esses efluentes apresentam atividade mutagênica, genotoxica e citotóxica. No entanto, observou-se que tantos os efeitos tóxicos bem como os genotóxicos e mutagênicos, estão estreitamente relacionados com o conteúdo da matéria orgânica biodegradável, uma vez que, após o processo anaeróbio apresentaram-se remoções estatisticamente significativas para todos os efeitos já mencionados (até 100%) com concomitante remoção da demanda química de oxigênio (até 55 '+ OU -' 9%) e do carbono orgânico dissolvido (até 57 '+ OU -' 7%). Ainda, verificou-se que após a aplicação do ozônio/UV, embora, o teste de biodegradabilidade aeróbia pelo método de Zahn Wellens revelasse que esse efluente era o mais biodegradável, tanto a toxicidade crônica como a genotoxicidade e a citotoxicidade resultaram estatisticamente significativas em relação ao controle negativo. Este resultado indica que, efetivamente a matéria orgânica biodegradável deset tipo de efluentes pode se relacionar com a presença de efeitos tóxicos e genotóxicos. Tal fato não foi verificado no caso do tratamento apenas com ozônio.
Título em inglês
Treatment of bleach plant effluent in anaerobic reactor and advanced oxidation processes
Palavras-chave em inglês
Anaerobic process
AOX
Aquatic ecotoxicity
Cellulosic pulp
Ozone
UV-VIS spectrum
Zahn-Wellens
Resumo em inglês
Removal of biodegradable and non biodegradable organic matter present in kraft pulp mill effluent was investigated integrating an anaerobic biological process and advanced oxidation processes based on ozone. The experiments were carried out using two different Brazilian pulp mill. The bench scale Horizontal Anaerobic Immobilized Sludge Bioreactor (HAIS) was operated during 418 days; subsequently the biotreated effluent was oxidized applying ozone and ozone/UV in batch regime. The results show that the treatment sequence, anaerobic process + advanced oxidation processes based on ozone, results in removal of both organic matter biodegradable and non-biodegradable measured as chemical oxidation demand (COD), dissolved organic carbon (COd), adsorbable organic halides (AOX), acid soluble lignin (ASL) and absorbance values in the UV-VIS spectrum (i.e. UV215, UV205, UV280, VIS346). Ecotoxicological tests using Daphnia similis and Ceriodaphnia sp. confirmed that bleached kraft pulp mill is toxic to aquatic organisms. Moreover, genotoxicity tests with meristematic cells of Allium cepa (i.e. common onion) roots show that this type of effluent results in mutagenic, genotoxicological and citotoxicological activities. It is to be highlighted however that both toxicological and genotoxicological effects are closely related to the biodegradable organic matter, thus, after the anaerobic processes the removal of these effects occur, concomitant to reductions is chemical oxygen demand (55 '+ OU -' 9%) and dissolved organic carbon (57 '+ OU -' 7%). It was also observed that after ozone/UV application, both the chronic toxicity and genotoxicity activity were statically significant if compared with the negative control, although the Zahn Wellens test revealed that this effluent had the highest biodegradability. These results confirmed that biodegradable organic matter could be related with toxic and genotoxic effects. In the case of ozone application alone this behavior was not observed.
 
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AdelaTatiana.pdf (15.98 Mbytes)
Data de Publicação
2010-04-23
 
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  • Chaparro, T. R., and PIRES, E. C. Anaerobic treatment of cellulose bleach plant wastewater: chlorinated organics and genotoxicity removal [doi:10.1590/S0104-66322011000400008]. Brazilian Journal of Chemical Engineering [online], 2011, vol. 28, p. 625-638.
  • Chaparro, T. R., BOTTA, C. M., and PIRES, E. C. Biodegradability and toxicity assessment of bleach plant effluents treated anaerobically [doi:10.2166/wst.2010.944]. Water Science and Technology [online], 2010, vol. 62, p. 1312-1319.
  • Chaparro, T. R., BOTTA, C. M., and PIRES, E. C. Toxicity and recalcitrant compound removal from bleaching pulp plant effluents by an integrated system: anaerobic packed-bed bioreactor and ozone [doi:10.2166/wst.2010.794]. Water Science and Technology [online], 2010, vol. 61, p. 199-205.
  • RUAS, Diego Botelho, CHAPARRO, Adela Tatiana Rodriguez, and Cleto Pires, Eduardo. Advanced oxidation process H2O2/UV combined with anaerobic digestion to remove chlorinated organics from bleached kraft pulp mill wastewater. Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia, 2012, vol. 63, p. 43-54.
  • CHAPARRO, Adela Tatiana Rodriguez, RUAS, Diego Botelho, y PIRES, Eduardo C. Tratamiento de efluentes industriales de naturaleza recalcitrante usando ozono, peróxido de hidrógeno y radiación ultravioleta. Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia [online], 2008, vol. 46, p. 24-38. Disponible en Internet: http://ingenieria.udea.edu.co/grupos/revista/revistas/nro046/articulos.html#3.
  • CHAPARRO, Adela Tatiana Rodriguez, and PIRES, E. C. Recalcitrant compounds and toxicity in bleached Kraft pulp mill treated in an anaerobic packed-bed reactor. In IX Taller y Simposio Latinoamericano de Digestión Anaerobia, Isla de Pascua, Chile, 2008. Memorias.Valparaiso : PUC de Valparaiso, 2008. Abstract.
  • CHAPARRO, Adela Tatiana Rodriguez, et al. Reator anaeróbio de celulas imobilizadas integrado com ozônio/UV no tratamento de compostos recalcitrantes e toxicidade aguda presentes no efluente da indústria de celulose. In 25 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Recife, 2009. Anais.Rio de Janeiro : ABES, 2009.
  • DAMIANOVIC, M. H. R. Z., et al. Remoção de sulfato e matéria orgânica de efluentes de indústria de reciclagem de papel e indústria de papel Kraft por processo anaeróbio. In 25 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Recife, 2009. Anais.Rio de Janeiro : ABES, 2009.
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