Publicação

Tratamento de efluentes vinícolas por coagulação-floculação-decantação e processos de oxidação avançados

Detalhes bibliográficos
Resumo:	O consumo de vinho tem aumentado gradualmente ao longo dos últimos anos em Portugal e no resto do mundo, o que tem conduzido os centros de vinificação a incrementarem a produção de vinho. Este aumento de produção inevitavelmente traduzse num aumento da geração de efluentes vinícolas, que apresentam características que os tornam problemáticos para o meio ambiente (designadamente valores elevados de carga orgânica, de polifenóis totais e de sólidos suspensos). Com o objetivo principal de contribuir para o tratamento de efluentes vinícolas, foram estudadas neste trabalho duas estratégias envolvendo processos químicos. A primeira baseou-se na combinação de um processo de coagulação-floculação-decantação (CFD) e a aplicação de ozono (O3). A segunda consistiu na combinação de adsorção química com um processo de ativação de radicais sulfato por calor. A dissertação teve assim como objetivos mais específicos (1) testar a eficiência de coagulantes enológicos no processo de CFD, (2) otimizar o processo de ozonização, com adição de um catalisador metálico e radiação UV, (3) testar a bentonite sódica ativada no processo de adsorção, (4) otimizar o processo de radicais sulfato com recurso a elevadas temperaturas e adição de percarbonato de sódio (SPC), (5) reutilizar o efluente vinícola em rega, aplicando os princípios da Economia Circular. Utilizando a aplicação do sistema estatístico Simplex Lattice Design (SLD), foi possível otimizar o processo de CFD, com uma elevada redução de turbidez, sólidos suspensos totais (SST), polifenóis totais, carbono orgânico total (COT) e carência química de oxigénio (CQO), em valores de 98,3, 97,6, 87,8, 44,6 e 48,0%, respetivamente. A combinação dos processos CFD → O3 permitiu igualmente uma elevada redução de COT, CQO, CBO5, turbidez, SST e polifenóis totais (56,2, 60,7, 42,5, 99,1, 96,9 e 99,3%, respetivamente). Também foi observado que a combinação destes dois tratamentos, teve um menor impacto em plantas mais sensíveis (índice de germinação (IG) > 80%), o que permitiu que esta água pudesse ser reciclada. A aplicação do processo de adsorção com aplicação de bentonite traduziu-se numa elevada remoção de COT e CQO (52,6 e 58,7%, respetivamente), com baixo custo operacional (0,22 €/m3 ). A oxidação termocatalítica promovida por radicais sulfato e SPC garantiu uma elevada remoção de COT e CQO (37,2 e 44,3%) com um baixo custo (0,68 €/m3 ) com o rácio S2O8 2- /H2O2 1:0,25 (m/m), dosagem S2O8 2- /H2O2 0,1:0,025 (m/m), pH 7, temperatura 70ºC e agitação 350 rpm/120 min. A combinação dos processos adsorção/oxidação termocatalítica teve uma remoção de cor quase completa com L* = 95.51%, a* = 1.02 e b* = 8.34. Também foi observado que estes tratamentos tiveram um baixo efeito fitotóxico, devido ao elevado índice de germinação em 4 variedades de sementes (GI ≥ 80%). Pode assim concluir-se que a aplicação dos dois sistemas de tratamento estudados, CFD/O3 e adsorção/radicais sulfato no tratamento de efluentes vinícolas permitem a recuperação dos efluentes para irrigação, promovendo o sistema de economia circular.
Autores principais:	Cunha, André Micael Silva
Assunto:	Efluente vinícola Coagulação-floculação-decantação
Ano:	2021
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Idioma:	português
Origem:	Repositório da UTAD

Descrição
Resumo:	O consumo de vinho tem aumentado gradualmente ao longo dos últimos anos em Portugal e no resto do mundo, o que tem conduzido os centros de vinificação a incrementarem a produção de vinho. Este aumento de produção inevitavelmente traduzse num aumento da geração de efluentes vinícolas, que apresentam características que os tornam problemáticos para o meio ambiente (designadamente valores elevados de carga orgânica, de polifenóis totais e de sólidos suspensos). Com o objetivo principal de contribuir para o tratamento de efluentes vinícolas, foram estudadas neste trabalho duas estratégias envolvendo processos químicos. A primeira baseou-se na combinação de um processo de coagulação-floculação-decantação (CFD) e a aplicação de ozono (O3). A segunda consistiu na combinação de adsorção química com um processo de ativação de radicais sulfato por calor. A dissertação teve assim como objetivos mais específicos (1) testar a eficiência de coagulantes enológicos no processo de CFD, (2) otimizar o processo de ozonização, com adição de um catalisador metálico e radiação UV, (3) testar a bentonite sódica ativada no processo de adsorção, (4) otimizar o processo de radicais sulfato com recurso a elevadas temperaturas e adição de percarbonato de sódio (SPC), (5) reutilizar o efluente vinícola em rega, aplicando os princípios da Economia Circular. Utilizando a aplicação do sistema estatístico Simplex Lattice Design (SLD), foi possível otimizar o processo de CFD, com uma elevada redução de turbidez, sólidos suspensos totais (SST), polifenóis totais, carbono orgânico total (COT) e carência química de oxigénio (CQO), em valores de 98,3, 97,6, 87,8, 44,6 e 48,0%, respetivamente. A combinação dos processos CFD → O3 permitiu igualmente uma elevada redução de COT, CQO, CBO5, turbidez, SST e polifenóis totais (56,2, 60,7, 42,5, 99,1, 96,9 e 99,3%, respetivamente). Também foi observado que a combinação destes dois tratamentos, teve um menor impacto em plantas mais sensíveis (índice de germinação (IG) > 80%), o que permitiu que esta água pudesse ser reciclada. A aplicação do processo de adsorção com aplicação de bentonite traduziu-se numa elevada remoção de COT e CQO (52,6 e 58,7%, respetivamente), com baixo custo operacional (0,22 €/m3 ). A oxidação termocatalítica promovida por radicais sulfato e SPC garantiu uma elevada remoção de COT e CQO (37,2 e 44,3%) com um baixo custo (0,68 €/m3 ) com o rácio S2O8 2- /H2O2 1:0,25 (m/m), dosagem S2O8 2- /H2O2 0,1:0,025 (m/m), pH 7, temperatura 70ºC e agitação 350 rpm/120 min. A combinação dos processos adsorção/oxidação termocatalítica teve uma remoção de cor quase completa com L* = 95.51%, a* = 1.02 e b* = 8.34. Também foi observado que estes tratamentos tiveram um baixo efeito fitotóxico, devido ao elevado índice de germinação em 4 variedades de sementes (GI ≥ 80%). Pode assim concluir-se que a aplicação dos dois sistemas de tratamento estudados, CFD/O3 e adsorção/radicais sulfato no tratamento de efluentes vinícolas permitem a recuperação dos efluentes para irrigação, promovendo o sistema de economia circular.