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Abstract(s)
The olive pomace oil extraction industry (OPOEI) has shown significant growth, with an average of 4% annually since 2019, indicating its economic importance in the European Union (EU). Consequently, this industry generates large amounts of wastewater, approximately 1 m3/ton of processed olive pomace, corresponding to about 5.4 million m3/year worldwide. Industrial wastewater has a high content of suspended solids, pungent odor, high turbidity, low biodegradability, high organic content, mainly Chemical Oxygen Demand (COD), increased range of phenolic compounds, dark color, and antibacterial properties, making biological treatment difficult, because of its low biodegradability, toxicity to most microorganisms, and acidic pH (3-6). The composition of olive mill wastewater is complex. Usually, conventional treatments do not have a positive effect on the removal of pollutants. Therefore, new treatment techniques are required for the removal of these compounds. The Advanced Oxidation Process (AOP) by the Fenton process involves the use of hydrogen peroxide (H2O2) and ferrous ions (Fe2+) at acidic pH to produce hydroxyl radicals that are capable of degrading organic compounds that are difficult to biodegrade. In this sense, to remove the high organic content (45 – 107 g L-1), and high concentration of phenolic compounds (2.7 – 8.1 g L-1) of this wastewater, an design of experiments was developed by Response Surface Methodology (RSM) based on the Box-Behnken Design (BBD) method, correlating three factors: H2O2 concentration, Iron2+ amount, and pH. For this, we performed 15 experiments, where 12 tests considered the intermediate, maximum, and minimum values for the concentration of reagents and pH; the other three tests corresponded to the central points and were equally analyzed to verify the reliability of the method, formerly developed by Box-Behnken. Thus, the best results obtained in this approach were 90% for COD and more than 99% for Total Phenolic Compounds (TPC), proving the efficiency of Fenton's methodology applied to this effluent.
A indústria de extração do óleo de bagaço de azeitona (IEOBA) demonstra expressivo crescimento, com média de 4% ao ano desde 2019, indicando sua importância econômica para a União Europeia (UE). Consequentemente, o processo da IEOBA gera grandes quantidades de efluentes, em torno de 1 m3 ton-1 de bagaço de azeitona processada, o que corresponde a cerca 5,4 milhões de m3 por ano em todo o mundo. Este efluente industrial apresenta um alto teor de sólidos suspensos, forte odor, turbidez, pouca biodegradabilidade, elevado teor orgânico, principalmente de CQO (Carência Química de Oxigênio), alto teor em compostos fenólicos, coloração escura e caráter antibactericida, dificultando o tratamento biológico, por apresentar baixa biodegradabilidade sendo tóxicos para a maioria dos microrganismos e pH ácidos (3-6). Devido à complexidade na composição do efluente da IEOBA, tratamentos convencionais normalmente não surtem efeito positivo na remoção dos seus poluentes, necessitando assim, da aplicação de novas técnicas de tratamento para a remoção destes compostos. O Processo de Oxidação Avançado (POA) por Fenton consiste no uso de peróxido de hidrogênio (H2O2) e um íon ferroso (Fe2+) em pH ácido, para produzir radicais hidroxila, capaz de degradar os compostos orgânicos de difícil biodegradabilidade. Neste sentido, com o objetivo de remover a elevada carga orgânica (45 – 107 g L-1), e alta concentração de compostos fenólicos (2,7 – 8,1 g L-1) desse efluente, desenvolveu-se um desenho de experimento pela Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) com base no método de Box-Behnken Design (BBD), correlacionando os fatores de concentração de H2O2, Ferro2+ e o pH, foi realizado. Para tal, 15 experimentos foram executados, onde 12 testes considerou-se os valores intermediários, máximos e mínimos para a quantidade de reagentes e pH, os outros 3 testes, correspondem aos pontos centrais e analisados igualmente, a fim de verificar a confiabilidade do método, anteriormente desenvolvido por Box-Behnken. Desta forma, os melhores índices obtidos nessa abordagem foram de 90% para CQO e maior que 99% para Compostos fenólicos totais (CFT), provando a eficiência da metodologia de Fenton aplicada, para este efluente.
A indústria de extração do óleo de bagaço de azeitona (IEOBA) demonstra expressivo crescimento, com média de 4% ao ano desde 2019, indicando sua importância econômica para a União Europeia (UE). Consequentemente, o processo da IEOBA gera grandes quantidades de efluentes, em torno de 1 m3 ton-1 de bagaço de azeitona processada, o que corresponde a cerca 5,4 milhões de m3 por ano em todo o mundo. Este efluente industrial apresenta um alto teor de sólidos suspensos, forte odor, turbidez, pouca biodegradabilidade, elevado teor orgânico, principalmente de CQO (Carência Química de Oxigênio), alto teor em compostos fenólicos, coloração escura e caráter antibactericida, dificultando o tratamento biológico, por apresentar baixa biodegradabilidade sendo tóxicos para a maioria dos microrganismos e pH ácidos (3-6). Devido à complexidade na composição do efluente da IEOBA, tratamentos convencionais normalmente não surtem efeito positivo na remoção dos seus poluentes, necessitando assim, da aplicação de novas técnicas de tratamento para a remoção destes compostos. O Processo de Oxidação Avançado (POA) por Fenton consiste no uso de peróxido de hidrogênio (H2O2) e um íon ferroso (Fe2+) em pH ácido, para produzir radicais hidroxila, capaz de degradar os compostos orgânicos de difícil biodegradabilidade. Neste sentido, com o objetivo de remover a elevada carga orgânica (45 – 107 g L-1), e alta concentração de compostos fenólicos (2,7 – 8,1 g L-1) desse efluente, desenvolveu-se um desenho de experimento pela Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) com base no método de Box-Behnken Design (BBD), correlacionando os fatores de concentração de H2O2, Ferro2+ e o pH, foi realizado. Para tal, 15 experimentos foram executados, onde 12 testes considerou-se os valores intermediários, máximos e mínimos para a quantidade de reagentes e pH, os outros 3 testes, correspondem aos pontos centrais e analisados igualmente, a fim de verificar a confiabilidade do método, anteriormente desenvolvido por Box-Behnken. Desta forma, os melhores índices obtidos nessa abordagem foram de 90% para CQO e maior que 99% para Compostos fenólicos totais (CFT), provando a eficiência da metodologia de Fenton aplicada, para este efluente.
Description
Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR, Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Keywords
Advanced oxidative processes Chemical oxygen demand Fenton Box- Behnken design Total phenolic compounds