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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Paiva, Teresa Cristina Brazil de
Título: Caracterização e Tratamento de Efluente de Branqueamento TCF de Indústria de Papel e Celulose
Ano: 1999
Orientador: Prof. Dr. Nelson Eduardo Durán Caballero
Departamento: Química Orgânica
Palavras-chave: Remediação, EOP, Toxidade
Resumo: Estudou-se a caracterização e o tratamento de um efluente TCF (totalmente livre de cloro) gerado a partir de um estágio de branqueamento EOP (extração alcalina-oxigênio-peróxido de hidrogênio), de uma indústria papeleira que usa o processo kraft-oxigênio de polpação. Inicialmente, o efluente foi analisado quanto à sua toxicidade usando quatro ensaios com organismos distintos: os microcrustáceos Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia, a bactéria Escherichia coli e a alga Scenedesmus subspicatus. Verificou-se, através de todos os testes aplicados, que o efluente apresentava elevada toxicidade. Em função desses resultados, o efluente foi caracterizado quanto à sua composição química, distribuição de massa molar e por métodos espectroscópicos. O efluente original apresentou 60,6 unidades de cor, 624 mg.L de DQO, 208 mg.L de DBO, 300 mg.L de COT e 30 mg.L de peróxido de hidrogênio. O teor de sólidos totais no efluente foi de 1,25 g.L, sendo que desse total 63 % correspondia a cinzas. Após hidrólise ácida dos sólidos, foram detectados 0,86 % de glicose, 0,6 % de arabinose, 2,5 % de celobiose, 4,5 % de xilose, 0,5 % de ácido acético e 2,9 % e 0,3 % de compostos detectados como derivados de lignina solúveis e insolúveis em ácido, respectivamente. A análise por cromatografia de permeação em gel mostrou que os compostos presentes no efluente possuiam uma fração de massa molar alta (menos que 10 %), estimada em 64 kDa e uma fração de massa molar baixa, correspondendo a uma faixa de 2600 a 400 Da. A fração do efluente adsorvida em C18 (39,4 %) foi caracterizada por FTIR indicando bandas em 3418 cm, 2924 cm, 1607 cm e 1094-1044 cm, atribuídas a absorção dos grupos O-H, C-H, C=C e C-O, respectivamente. Dados de CG/EM revelaram a presença de alguns compostos derivados da oxidação de açúcares presentes no efluente. Tendo em vista os resultados obtidos por essa caracterização, o efluente foi tratado utilizando processos biológicos, com fungos (Penicillium janthinellum e Lentinus edodes), processos químicos usando fotocatálise e ozônio, e combinando-se posteriormente os dois processos. Os melhores resultados foram obtidos dos tratamentos biológicos, nos quais observou-se que ocorreu degradação das frações de alta e baixa massa molar do efluente. A caracterização dessas frações por CG/EM mostraram a presença de alguns compostos recalcitrantes à atividade microbiana.
Abstract: This study deals with the characterization and treatment of a TCF effluent produced during a EOP (hydrogen peroxide-oxygen-alkaline extraction) bleaching stage by a paper industry that employs the kraft-oxygen pulping process. To verify the effluent toxicity, analyses were carried out using four different organisms: the microcrustaceans Daphnia similis and Ceriodaphnia dubia, the bacterium Escherichia coli and the algae Scenedesmus subspicatus. All the test showed that the effluent was highly toxic. Spectroscopic methods were then used to characterize the effluent with respect to chemical composition and molar weight. The original effiuent had 60.6 color units, 624 mg.L of COD, 208 mg.L of BOD, 300 mg.L of TOC and 30 mg.L of hydrogen peroxide. The content of total solids in the effluent was 1.25 g.L, 63 % of which consisted of inorganic compounds, and 2.9 % and 0.3 % of organic compounds soluble and indoluble in acid, respectively. After acid hydrolysis of the solids, 0.86 % glucose, 0.6 % arabinose, 2.5 % cellobiose, 4.5 % xylose and 0.5 % acetic acid were detected. Gel permeation chromatographic analysis revealed that the compounds found in the effluent had a fraction of high molar weight (less than 10 %) estimated at 64 KDa and a fraction of low molar weight, corresponding a range between 2,600 and 400 Da. The effluent fraction that was absorbed in C18 (39.4 %) was characterized by FTIR indicating bands at 3418 cm, 2924 cm, 1607 cm and 1094-1044 cm attributed to the absorption of the groups O-H, C-H, C=C and C-O, respectively GC/MS data revealed the presence of some compounds derived from oxidation of the sugars present in the effluent. In view of the results achieved through this characterization, the effluent was treated by biological processes with fungi (Penicillium janthinellum and Lentinus edodes), by chemical processes using photocatalysis and ozone, and later by the two types of processes in combination. The biological treatment gave the best results, degradation occurring in both low and high molar weight fractions of the effluent The characterization of these fractions by GC/MS indicated the presence of some recalcitrant compounds of microbial activity.
Arquivo (Texto Completo): vtls000172277.pdf ( tamanho: 1,87MB )

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