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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2008.tde-27022009-155513
Documento
Autor
Nome completo
Daniel Reis Medeiros
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2008
Orientador
Banca examinadora
Zaiat, Marcelo (Presidente)
Correa, Nivaldo Aparecido
Guimarães, José Roberto
Nogueira, Raquel Fernandes Pupo
Povinelli, Silvia Claudia Semensato
Título em português
Tratamento de efluentes do branqueamento da polpa celulósica por processos oxidativos avançados baseados em ozônio
Palavras-chave em português
Biodegradabilidade
Branqueamento
Celulose
Distribuição da massa molecular
Efluentes
Ozônio
Processos oxidativos avançados
Recalcitrância
Resumo em português
O impacto da oxidação com ozônio na transformação de compostos orgânicos de elevada massa molar (HMW) para o aumento da biodegradabilidade dos efluentes da indústria de celulose e papel foi investigado sob diferentes doses de ozônio. Os experimentos foram realizados utilizando-se os efluentes primário e de extração alcalina de duas indústrias de celulose sob dois valores iniciais de pH (12 e 7). Utilizou-se um reator em escala de laboratório equipado com um difusor de bolhas finas para a aplicação do ozônio. Os resultados revelaram o potencial da aplicação de ozônio como uma etapa de tratamento anterior ao processo biológico convencional. Para o efluente primário, a aplicação de 0,70 mg'O IND.3'/mL efluente elevou a razão DBO5/DQO de 0,18 para 0,35 e foi alcançada uma remoção de cor na ordem de 87%. Para o efluente de extração alcalina da indústria Howe Sound, a razão DBO5/DQO foi elevada de 0,07 para 0,15 (pH inicial 12) e para 0,20 (pH inicial 7) e obteve-se uma remoção de cor por volta de 44% com a aplicação de 0,80 mg'O IND.3'/mL efluente. Para o efluente de extração alcalina da indústria Catalyst Paper, obteve-se uma remoção de cor por volta de 78% e a razão DBO5/DQO foi elevada de 0,07 para 0,16 após a aplicação de uma dose de ozônio de 0,80 mg'O IND.3'/mL efluente. Essas modificações foram alcançadas por uma redução nas frações de elevada massa molar durante a aplicação de ozônio. Para o efluente primário, observou-se uma elevada redução da faixa de maior massa molecular ( > 2kDa) após a aplicação de 0,72 mg'O IND.3'/mL efluente. Alcançaram-se 85% e 61% de remoção da faixa superior a 5 kDa para os efluentes de extração alcalina da indústria Howe Sound sob pH inicial 7 e 12, respectivamente, com a aplicação de cerca de 0,72 mg'O IND.3'/mL efluente. A faixa de maior massa molar ( > 10 kDa) dos efluentes de extração alcalina da indústria Catalyst Paper foi removida com a aplicação de aproximadamente 0,80 mg 'O IND.3'/mL efluente. O papel do ozônio molecular disponível sob pH neutro parece ser de fundamental importância quando o objetivo é a redução dos compostos de elevada massa molecular.
Título em inglês
Treatment of pulp and paper bleaching effluents by means of ozone advanced oxidation processes
Palavras-chave em inglês
Advanced oxidation processes
Biodegradability
Bleaching
Effluents
Molecular mass
Molecular weight distribution
Ozone
Recalcitrancy
Resumo em inglês
The impact of ozone oxidation in transforming high molecular weight (HMW) organic compounds in order to improve the biodegradability of pulp and paper effluents was investigated under different ozone doses. The experiments were conducted uppon a primary treated effluent and an alkaline bleach plant effluent taken from two pulp mills. The effluents were investigated under different initial pH (7 and 12). Ozone was applied using a semi-batch reactor equipped with fine bubble diffuser. The results showed the potential for using ozone as a pre-treatment to the conventional biological process. Applying 0.70 mg'O IND.3'/mLww to the primary treated effluent enhanced the ratio of BOD5/COD was from 0.18 to 0.35 and decreased the colour by 87%. The ratio of BOD5/COD was increased from 0.07 to 0.15 (initial pH 12) and to 0.20 (initial pH 7) and colour was reduced by 44% after applying 0.80 mg'O IND.3'/mLww to the alkaline bleach effluent from Howe Sound's mill. A similar behavior was observed after 0.80 mg'O IND.3'/mLww was applied to the alkaline bleach effluent from Catalyst's mill. The ratio of BOD5/COD was increased from 0.07 to 0.16 and the effluent colour decreased by 78%. These changes were primarily driven by reductions of the HMW fractions of the effluent during ozonation. Organics with molecular range higher than 2 kDa were completely removed from the primary treated effluent. Aproximately 85% and 61% of the organics higher than 5 kDa were removed from the Howe Sound's alkaline bleach effluent under initial pH 7 and 12, respectively, after applying 0.72 mg'O IND.3'/mLww. Organic compounds with molecular weight higher than 10 kDa were completely removed from the Catalyst's alkaline bleach effluent after applying 0.80 mg'O IND.3'/mLww. Molecular ozone available under neutral conditions seems to play an important role when the removal of the high molecular weight organic compounds is the main objective.
 
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Data de Publicação
2009-04-29
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • MEDEIROS, Daniel Reis, PIRES, Eduardo C., and MOHSENI, M. Ozone oxidation of pulp and paper wastewater and its impact on molecular weight distribution of organic matter. Ozone. Science & Engineering [online], 2008, vol. 30, p. 105-110. Available from: doi:10.1080/019195107018179914.
  • MEDEIROS, Daniel Reis, PIRES, Eduardo C., e MOHSENI, M. Ozonização do efluente de extração alcalina e seu impacto sobre a biodegradabilidade e distribuição do peso molecular dos compostos orgânicos. O Papel, 2008, vol. 3, p. 49-59.
  • MEDEIROS, Daniel Reis, PIRES, Eduardo C., and MOHSENI, M. Ozone oxidation of pulp and paper wastewater and its impact on molecular weight distribution of organic matter. In 2007 World Congress on Ozone and Ultraviolet Technologies, Los Angeles, 2007. Proceedings.Scottsdale - AZ : International Ozone Association, 2007.
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