Tratamento de efluentes da indústria de biodiesel através de processos baseados em ozono

Abstract

A preservação da qualidade água é cada vez mais uma preocupação na sociedade atual, existindo também um esforço da indústria para evitar a emissão de poluição para o meio ambiente. Nesse sentido, têm-se desenvolvido métodos de tratamento de efluentes que visam minimizar o seu impacto negativo nos ecossistemas naturais.Este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência de um tratamento com ozono para depurar um efluente proveniente da indústria de produção de biodiesel, a partir de óleos alimentares usados. Este tipo de efluentes são de matriz aquosa, mas caracterizam-se pela elevada carga orgânica e pela baixa biodegradabilidade. Estas características dificultam a aplicabilidade dos tratamentos biológicos e podem tornar os processos químicos mais competitivos. O trabalho foi realizado nos laboratórios da empresa VentilAQUA e usaram- se efluentes industriais reais.O estudo iniciou-se pela construção de uma instalação piloto, com o intuito de avaliar as variáveis mais relevantes no processo. Nesse âmbito, foi dado particular destaque à influência de alguns parâmetros no processo, tais como pH, tempo de ozonólise e o caudal e concentração de ozono. O processo é favorecido em pH muito alcalinos, obtendo-se uma remoção máxima, após 120 min, de 64% de CQO e um aumento da biodegradabilidade (medida pela razão CBO5/CQO) de 0,05 para 0,19, com um pH inicial de 12,3 e um caudal de ozono de 6,83 g/h.Investigou-se também a ozonólise catalítica, homogénea com a adição de FeCl3 e heterogénea com a adição de um catalisador sólido à base de sílica e ferro, tendo-se usado um pH ácido e neutro, respetivamente. No primeiro caso, a redução de CQO máxima foi de 45%, para uma concentração de Fe de 50 ppm, e atingiu-se o melhor resultado no que respeita à biodegradabilidade, sendo 19 vezes superior quando comparada à do efluente bruto. Já com o catalisador sólido conseguiu-se reduzir a CQO em 40% e o rácio CQO/CBO5 aumentou 0,05 para 0,37. Analisou-se ainda o custo de tratamento, considerando apenas o custo energético, para o piloto de ozonólise instalado, obtendo-se um valor 229,5 kW/m3. i Globalmente, conclui-se que a ozonólise tem potencial de reduzir a carga orgânica e aumentar a biodegradabilidade de efluentes da indústria do biodiesel, sendo ainda necessário uma otimização adicional ao processo antes da sua implementação à escala industrial.

he preservation of water quality is an increasing concern in society, and there is an industry effort to prevent pollution emissions to the environment. Thus, wastewater treatment methods have been developed to minimize the negative impact of pollutants on natural ecosystems.The objective of this study is to evaluate the efficiency of ozonation to treat wastewater from biodiesel industry, which use as feedstock waste cooking oils.Even though this type of effluent has an aqueous matrix, it is characterized by high organic load (chemical oxygen demand – COD) and low biodegradability, making it difficult to apply biological treatments and causing chemical processes to be more competitive. The present work was carried out in the laboratories of the company VentilAQUA, and real industrial effluents were used in the experimental tests.This study started with the construction of a pilot installation that enabled investigation of the most relevant variables in the process. In this context, particular emphasis was given to the influence of some parameters on the process, such as pH, reaction time, ozone dosage (flow rate and concentration). The process is favored in very alkaline media, obtaining a maximum removal of 64% of COD after 120 min and an increase in biodegradability (measured by the ratio BOD5/ COD- biochemical oxygen demand/chemical oxygen demand) from 0.05 to 0.19, with an initial pH of 12.3 and an ozone flow rate of 6.83 g/h. Catalytic ozonation was also investigated, not only using homogeneous conditions with the addition of FeCl3, but also testing heterogeneous conditions with a solid catalyst based on silica and iron, using an acidic and neutral pH, respectively. In the first case, the maximum COD reduction was 45%, with a concentration of 50 ppm of Fe. The best result in terms of biodegradability led to an improvement of 19 times higher when compared to the raw effluent. With the solid catalyst, it was possible to reduce the COD by 40% and increase the ratio COD/BOD5 from 0.05 to 0.37. The treatment cost was also analyzed, considering the energy cost alone, for the installed ozonation pilot, obtaining a value of 229.5 kW/m3.Overall, it is concluded that ozone-based processes have the potential to reduce organic load and improve the biodegradability of biodiesel industry effluents. Nonetheless, iii before the implementation on an industrial scale further optimization studies will be required.