APLICAÇÃO DO PROCESSO DE FENTON NO TRATAMENTO DE EFLUENTE SUINÍCOLA

Abstract

Tem-se verificado um crescimento na indústria agropecuária em particular relativo à produção de gado suíno, sendo que a grande escala é-lhe intrínseco um aumento, na mesma proporção, de resíduos e efluentes. Este setor, envolve a geração de efluentes com elevada presença de poluentes de difícil tratamento, que se caracterizam por uma elevada carga orgânica e baixa biodegradabilidade culminando em perigosidade para os ecossistemas e para a sociedade. Apesar dos tratamentos convencionais, depurarem a carga orgânica o tempo e o espaço requeridos conferem pouca eficiência na degradação de poluentes persistentes, tais como os antibióticos administrados nos suínos para se tornarem mais resistentes a possíveis contaminações.O intuito da presente dissertação é aplicar e avaliar métodos alternativos aos convencionais, concretamente o método de oxidação avançada Fenton, para depurar o efluente real de uma indústria de suinicultura da região centro de Portugal, de forma a diminuir a sua toxicidade permitindo a sua valorização. Deste modo, assenta numa visão holística fundamentada numa economia circular.Para favorecer o tratamento e aumentar a depuração aplicou-se previamente dois tratamentos coadjuvantes, a coagulação e a adsorção. O processo de Fenton heterogéneo será catalisado por materiais economicamente sustentáveis pois coletados da natureza, como fonte de ferro, tais como, a pedra vermelha da Canárias, pedra vulcânica dos Açores e resíduos industriais como a Red mud, um subproduto da indústria de produção de alumina. De modo a evitar o efeito scavenging foram otimizadas as cargas de peróxido de hidrogénio e catalisador, a RM foi o segundo melhor catalisador resultando na remoção máxima de matéria orgânica 30%, em condições de 495 mg/L de peróxido de hidrogénio, 5 g/L RM com pH equivalente a 3, à temperatura ambiente.Quando comparado aos catalisadores coletados da natureza, em meio ácido, a RM tem a valência de apresentar adsorções elevadas, em meio ácido, obtendo-se adsorção de 49%. Contudo, o catalisador mais eficiente foi as limalhas de ferro, dado que apesar da adsorção ser desprezável apresentou remoções tendencialmente superiores aos restantes, culminando numa remoção de 45%, em condições otimizadas de 125 mg/L de peróxido de hidrogénio e 5g/L de LM em pH aproximadamente 3. Posto isto, os ensaios laboratoriais focaram-se mais na aplicação deste catalisador.Em detrimento dos resultados a utilização do processo de Fenton como tratamento de efluentes líquidos, reais e provenientes da atividade suinícola é caracterizado por ter uma performance promissora quando acoplado e complementado com outros tratamentos. Há que futuramente analisar a toxicidade e os limites legais para poder ser descarregado nos recursos hídricos ou para fins de rega.

The agricultural industry and the production of swine cattle (pig production, pig farming) have been on the rise and with it, there has also been an increase in the associated waste and wastewater.The enlarged production of swine wastewater threatens both ecosystems and society in general, as these often contain high levels of pollutants difficult to process due to their high organic and low biodegradability markers.Despite the efficacy of traditional treatment processes in purifying the organic markers, these are not satisfactory in the elimination of pollutants. An example of the inefficacy of effluent treatment methods in the production of swine cattle is the case of the antibiotics administered to pigs to make them more resistant to possible water contaminations.The main goal of this dissertation is to apply and evaluate alternative methods to the production of swine cattle with the goal of improving efficacy in waste and wastewater management. More specifically, this work will explore the Fenton method for advanced oxidation. This method aligns with a holistic circular economy vision as it presents a means to purify the real wastewater of a swine industry in the central region of Portugal, thus reducing its toxicity and enabling the valorisation of the effluentAdditionally, the Fenton method will be complemented by two other supporting treatments key to enhancing the efficacy of the treatment, these are the coagulation and adsorption methods. The heterogeneous Fenton will be catalysed by iron sources economically and sustainably collected, such as red stone from the Canary Islands, volcanic stone from the Azores Islands and industrial waste such as Red mud a by-product of the alumina production industry. In order to avoid the scavenging effect, the hydrogen peroxide and catalyst markers were optimized. It should be noted that the RM was the second-best catalyst resulting in the maximum removal of 30% organic matter, under conditions of 495 mg/L of hydrogen peroxine, 5g/L RM with pH equivalent to 3 at natural environment. When compared to catalysts collected from nature, in acidic medium, RM has the added value of presenting high absorptions, in acidic medium, obtaining 49% of adsorption. Nevertheless, the most efficient catalyst was the iron filings, given that despite the little absorption, it presented removals that tended to be higher than the others, culminating in 45% removal, under optimized conditions of 125 mg/L of hydrogen peroxide and 5g/L of LM at pH approximately 3. For this reason, the laboratory experiments focused primarily on the application of this catalyst.The results of the experiments presented in this dissertation attest the validity of the Fenton method as a treatment method for real effluents deriving from the swine cattle and shows that the Fenton method is all the more effective if complemented with the coagulation and adsorption treatments. Notwithstanding, further research to analyse the toxicity and legal limits in the future is needed to validate the discharge of such effluents in water resources or for irrigation purposes.