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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28158
Título: | Avaliação do tratamento de um efluente de estabelecimento de apoio a saúde através de reator anaeróbio e processo oxidativo avançado |
Título(s) alternativo(s): | Evaluation of effluent treatment from health support establishments through anaerobic reactor and advanced oxidative processes |
Autor(es): | Sá, Roberson Davis |
Orientador(es): | Liz, Marcus Vinicius de |
Palavras-chave: | Hospitais - Saneamento Águas residuais - Purificação - Oxidação Toxicologia ambiental Esgotos - Tratamento Proteção ambiental - Legislação Hospitals - Sanitation Sewage - Purification - Oxidation Environmental toxicology Sewerage - Treatment Environmental protection - Law and legislation |
Data do documento: | 27-Ago-2021 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Curitiba |
Citação: | SÁ, Roberson Davis. Avaliação do tratamento de um efluente de estabelecimento de apoio a saúde através de reator anaeróbio e processo oxidativo avançado. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
Resumo: | Os efluentes provenientes de estabelecimentos de apoio à saúde possuem diversos contaminantes orgânicos recalcitrantes e tóxicos. Estes efluentes são lançados em rede coletora de efluentes, quando existente, para co-tratamento em estações de tratamento de efluentes sanitários. Neste sentido, a combinação de sistemas de visando a melhoria da qualidade do efluente e redução da toxicidade é vantajosa. Portanto, este trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho do tratamento de efluente hospitalar na combinação do sistema anaeróbio em reator tipo UASB seguido por processos avançados de oxidação (AOPs) e, também, o tratamento de efluente de equipamento de análises clínicas de hospital pelo AOP foto-Fenton com quatro configurações distintas de radiação. Ambos efluentes foram coletados de um hospital com nível de atenção à saúde de nível terciário. Para isso, no primeiro caso, um reator tipo UASB foi operado em quatro etapas. A Etapa I foi operada com substrato sintético (carga orgânica volumétrica – COV 0,6925 kg DQO m-3d-1), a Etapa II foi operada com o efluente sintético:efluente hospitalar 25:50 (v/v) com COV 1,0733 kg DQO m-3d-1. A Etapa III (efluente sintético:efluente hospitalar 50:50, v/v) com COV 1,4475 kg DQO m-3d-1. Por fim, a Etapa IV foi operada estritamente com o efluente hospitalar (COV 1,8781 kg DQO m-3d-1). A fotólise UVC-Vis e os AOPs Fenton, fotoFenton e fotoperoxidação foram aplicados às amostras do efluente hospitalar bruto e como pós-tratamento do efluente do reator tipo UASB. Os processos foram realizados em um reator fotoquímico convencional em escala de bancada (500 mL). Para os processos irradiados foi utilizada uma lâmpada de alta pressão de vapor de mercúrio (125 W) com bulbo protetor de quartzo (UVC-Vis) ou de vidro borosilicato (UVA-Vis). O efluente de equipamento de análises clínicas de hospital foi submetido ao processo foto-Fenton com a lâmpada suspensa à superfície da lâmina d’água (13 cm) ou com a lâmpada submersa, com radiação UVA-Vis ou UVC-Vis. Foram realizados bioensaios para determinar a toxicidade aguda para Daphnia magna e fitotoxicidade com sementes de Lactuca sativa. A operação do reator tipo UASB durante as 4 etapas demonstrou robustez do tratamento anaeróbio. Observou-se adaptação da biomassa, sendo que na Etapa IV o reator tipo UASB removeu em média 73(5)% de DQO (DQO média afluente 1095 (129) mg O2 L-1). As amostras antes e o após o tratamento biológico apresentaram toxicidade aos organismos D. magna e L. sativa. Para o póstratamento do reator tipo UASB, a eficiência global atingida no processo UASB+fotoFenton foi de 90% (DQO afluente ao sistema de 1219 mg O2 L-1). Porém, as amostras após os AOPs apresentaram efeito tóxico de inibição do crescimento das sementes de L. sativa. Em relação ao tratamento do efluente de equipamento de análise clínica de hospital, o processo foto-Fenton realizado com a lâmpada submersa com radiação UVA-Vis apresentou os melhores resultados, reduzindo a DQO em 96% (decréscimo de DQO de 2365 para 104 mg O2 L-1), tendo sido constatado que este processo não resultou em nenhum efeito tóxico aos organismos de D. magna e L. sativa. De modo geral, este trabalho demonstrou a aplicabilidade dos AOPs em matrizes de efluentes hospitalares, tanto de modo isolado, quanto na combinação UASB+AOP. |
Abstract: | Wastewater from health care facilities is composed by several recalcitrant and toxic organic contaminants. These effluents are discharged into an effluent collection network, when it exists, for co-treatment in municipal wastewater treatment plants. In this sense, the combination of systems aimed at improving effluent quality and reducing toxicity is advantageous. Therefore, this work aims to evaluate the performance of hospital effluent treatment in the combination of the anaerobic system by a UASB reactor followed by advanced oxidation processes (AOPs). Also, the treatment of clinical analysis hospital laboratory wastewater by the AOP photo-Fenton at four distinct radiation settings. Both wastewaters were collected from a hospital with a tertiary level of health care. For this, in the first case, a UASB type reactor was operated in four stages. Stage I was operated with synthetic substrate (organic loading rate – OLR 0.6925 kg COD m-3d-1), Stage II was operated with synthetic effluent: hospital effluent 25:50 (v/v) with OLR 1.0733 kg COD m-3d-1. Stage III (synthetic effluent:hospital effluent 50:50, v/v) with OLR 1.4475 kg COD m-3d-1. Finally, Stage IV was operated strictly with hospital effluent (OLR 1.8781 kg COD m-3d-1). UVC-Vis photolysis and AOPs Fenton, photo-Fenton and UV-C/H2O2 were applied to samples of raw hospital effluent and as post-treatment of the effluent from the UASB reactor. The processes were carried out in a conventional bench scale photochemical reactor (500 mL). For the irradiated processes, a high-pressure mercury vapor lamp (125 W) with a quartz (UVC-Vis) or borosilicate glass (UVA-Vis) protective bulb was used. The clinical analysis hospital laboratory wastewater was submitted to the photo-Fenton process with the lamp suspended on the surface (13 cm) or with the lamp submerged, with UVA-Vis or UVC-Vis radiation. Bioassays were performed to determine the acute toxicity in Daphnia magna and phytotoxicity in Lactuca sativa seeds. The operation of the UASB reactor during the 4 stages demonstrated robustness of the anaerobic treatment. Biomass adaptation was observed, and in Stage IV the UASB reactor removed an average of 73(5)% of COD (average influent COD 1095 (129) mg O2 L-1). The samples before and after biological treatment showed toxicity to the organisms D. magna and L. sativa. For the post-treatment of the UASB reactor, the overall efficiency achieved in the UASB+photo-Fenton system was 90% (influent COD to the 1219 mg O2 L-1). However, samples after AOPs showed a toxic effect of inhibiting the growth of L. sativa seeds. Regarding the treatment clinical analysis hospital laboratory wastewater, the photo-Fenton process performed with a submerged lamp with UVAVis radiation showed the best results, reducing COD by 96% (COD decrease from 2365 to 104 mg O2 L-1). It was noted no toxic effect to the organisms of D. magna and L. sativa for this setting. In general, this work demonstrated the applicability of AOPs in hospital effluent matrices, both in isolation and in the combination UASB+AOP. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28158 |
Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental |
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