Combination of electrocoagulation and advanced oxidative processes for hair care products industry wastewater treatment

As indústrias de higiene pessoal, perfumaria e cosméticos demonstram relevância no mercado consumidor mundial e no cenário econômico brasileiro, apresentando grande diversidade de produtos fabricados. Essas indústrias são responsáveis pela geração de efluentes potencialmente poluidores, com características que podem variar conforme as matérias-primas empregadas e a diversidade de produtos fabricados. Os efluentes das indústrias de produtos capilares, por exemplo, podem apresentar em sua composição poluentes que conferem elevada toxicidade e baixa biodegradabilidade, o que dificulta seu tratamento por processos convencionais. O presente estudo teve como objetivo avaliar o desempenho de um sistema combinado de eletrocoagulação e processo oxidativo avançado como tratamento de efluentes gerados pela indústria de produtos capilares. O processo de eletrocoagulação foi investigado em diferentes condições de operação, para as variáveis pH, tempo de eletrólise e densidade de corrente, com melhores resultados de remoção da DQO e da turbidez obtidos para o tratamento realizado em pH 2, 30 min e 50 A/m2. A eletrocoagulação removeu eficientemente a DQO (88%), DBO (90%), COT (85,5%), O&G (>99,5%), surfactantes aniônicos (98,9%), turbidez (97,3%) e toxicidade aguda a Daphnia similis (99,9%) do efluente bruto. Os processos oxidativos avançados H 2 O 2 /UV e TiO 2 /H 2 O 2 /UV foram investigados em diferentes condições de operação, para as variáveis dose de H 2 O 2 , pH, tempo de irradiação e dose de H 2 O 2 , concentração de TiO 2 , tempo de irradiação, respectivamente. Os melhores resultados de remoção da toxicidade aguda foram obtidos para o processo H 2 O 2 /UV, realizado em pH aproximadamente 4, 30 min de irradiação e dose de 20 mmol/L de H 2 O 2 . O processo H 2 O 2 /UV possibilitou elevada remoção (88,4%) da toxicidade aguda remanescente no efluente previamente tratado por eletrocoagulação e moderada remoção da concentração de surfactantes aniônicos (59,5%). O sistema combinado de eletrocoagulação e processo H 2 O 2 /UV removeu eficientemente a matéria orgânica (remoção de 89,4% da DQO) e a toxicidade aguda (>99,99%), porém a CE50 quantificada no efluente tratado foi 44,8%, indicando toxicidade aguda a Daphnia similis remanescente. A geração de residuais de alumínio e peróxido de hidrogênio nos processos de eletrocoagulação e H 2 O 2 /UV, respectivamente, em concentrações que causam efeitos tóxicos, foi possivelmente responsável pela toxicidade aguda remanescente no efluente tratado.The various sectors of the personal care products industry are highly relevant in the global consumer market, including Brazil, offering a great diversity of manufactured products. This industry is responsible for generating potentially polluting effluents, with characteristics that vary depending on the raw materials used and the variety of products manufactured. For example, the hair care products sector generates effluents containing substances with high toxicity and low biodegradability, which hinders treatment by conventional processes. This study aimed to evaluate the performance of combined electrocoagulation and advanced oxidation process for hair care products manufacturing wastewater treatment. Electrocoagulation process variables investigated included pH, electrolysis time and current density (A/m2), with better COD and turbidity removals obtained for treatment at pH 2, 30 min and 50 A/m2. Electrocoagulation efficiently removed COD (88%), BOD (90%), TOC (85.5%), oils and grease (>99.5%), anionic surfactants (98.9%), turbidity (97.3%) and acute toxicity to Daphnia similis (99.9%) from the raw effluent. The advanced oxidation processes H 2 O 2 /UV and TiO 2 /H 2 O 2 /UV variables investigated were H 2 O 2 and TiO 2 doses, pH and irradiation time. Highest acute toxicity removal was obtained for the H 2 O 2 /UV process, carried out at pH approximately 4, 30 min irradiation and 20 mmol/L H 2 O 2 . The H 2 O 2 /UV process achieved high removal (88.4%) of the acute toxicity remaining after electrocoagulation and moderate anionic surfactants removal (59.5%). The combined electrocoagulation and H 2 O 2 /UV process system efficiently removed organic matter (89.4% of COD removal) and acute toxicity (>99.99%), but the EC50 measured in the treated effluent was 44.8%, which indicates acute toxicity to Daphnia similis still remained. Generation of residual aluminum and hydrogen peroxide in the electrocoagulation and H 2 O 2 /UV process, respectively, at concentrations that cause toxic effects, was possibly responsible for the remaining acute toxicity in the treated effluent.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio