RESUMO Diferentes metodologias são descritas na literatura para tratamento de efluentes industriais. Entretanto, a maioria dos processos não são totalmente eficientes quando o efluente apresenta baixo conteúdo de partícula coloidal suspensa e alta concentração de matéria orgânica e detergentes. Entre os métodos que são estudados para eliminar detergente e matéria orgânica de efluentes industriais, o processo Fenton é uma estratégia atraente. No presente estudo, foi aplicada uma metodologia para remoção de detergente de efluentes líquidos utilizando processo Fenton com ultrassom e prego reutilizado. A otimização de parâmetros para tratamento do efluente foi realizada por meio das análises de pH, detergente, cor, turbidez, demanda química de oxigênio, demanda bioquímica de oxigênio, óleos e graxas, e sólidos suspensos. Os melhores resultados foram obtidos em pH 3,5, com 90 mg L−1 de peróxido de hidrogênio e um prego de ferro (2,7g) tanto para o processo Fenton como para o Fenton com ultrassom. Nessas condições, os valores de remoção de detergente foram de 99,4%. Em pH 2,5, 4,5 e 5,5, os valores obtidos para remoção de detergente foram menores, 75,2, 89,5, 68,4%, respectivamente. Resultados semelhantes foram obtidos para cor, turbidez, demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio. A reutilização dos pregos mostrou que a eficiência média na remoção de detergente até o quarto ciclo foi acima de 90%, e, a partir do quinto ciclo, observou-se uma diminuição gradativa, sendo a diferença entre o primeiro e o sexto ciclo em torno de 10%.

ABSTRACT Different methodologies are described in the literature for the industrial effluents treatment. However, most processes are not fully efficient when the effluent has low suspended colloidal particle content and high concentration of organic matter and detergents. Among the methods that are studied to eliminate detergent and organic matter from industrial effluents, the Fenton process is an attractive strategy. In the present study, a more sustainable methodology was applied to remove detergent and organic matter from liquid effluents using Fenton process with ultrasound and recycled nail. The optimization of parameters for effluent treatment was carried out through the analysis of pH, detergents, color, turbidity, chemical oxygen demand, biochemical oxygen demand, oils and greases, and suspended solids. The best results were obtained at pH 3.5, with 90 mg L−1 of hydrogen peroxide and an iron nail (2.7 g) both for the Fenton process and Fenton with ultrasound. Under these conditions, detergent removal values were 99.4%. At pH 2.5, 4.5, and 5.5, the values obtained for detergent removal were lower, 75.2, 89.5, and 68.4%, respectively. Similar results were obtained for color, turbidity, chemical oxygen demand, and biochemical oxygen demand. The reuse of the nails showed that the average detergent removal efficiency up to the fourth cycle was above 90%, and, from the fifth cycle, a gradual decrease was observed, with the difference between the first and sixth cycles being around 10%.

Resumo A produção de suínos envolve a produção de efluentes líquidos com elevada carga de poluentes. Embora os sistemas biológicos apresnetem eficiência satisfatória para o tratamento destes efluentes eles demandam elevada área para instalação e elevada produção de lodo biológico. Neste sentido, processos oxidativos vêm se apresnetando como uma alternativa para o tratamento de efluentes desta natureza, requerendo menor área e aumentando a eficiência do tratamento. No presente estudo, foi utilizado o processo Fenton assistido com ultrassom no tratamento de efluentes de frigorífico de suínos. Como fonte de ferro, foi empregado prego usado em construção civil. Foi estudado a influência do pH, tempo de contato, massa de prego e concentração de peróxido de hidrogênio na remoção de cor, turbidez, demanda química de oxigênio (DQO) e demanda bioquímica de oxigênio (DBO5). Foram ainda avaliadas as remoções de nutrientes e óleos e graxas. Os melhores resultados utilizando o processo Fenton assistido por ultrasson foram obtidos em pH 3, concentração de peróxido de hidrogênio 90 mg L-1 e uma unidade de prego (2,7g). Nestas condições foram alcançadas remoção de cor, turbidez, DQO e DBO5 de 98, 98,2, 84,6 e 98%, respectivamente. A redução nos demais parâmetros avaliados foi acima de 70%. Foi ainda avaliada a reutilização do prego, sendo que a atividade catalítica foi mantida acima de 90% até o sexto ciclo de utilização. De forma geral, o processo Fenton assitido por ultrasson e utilizando prego como catalisador apresenta-se como uma alternativa para o tratamento de efluentes de suinocultura. Esta proposta e de tratamento é responsável por elevada remoção de carga orgânica e nutrientes em um tempo inferior ao observado para sistemas biológicos.

Abstract Pork production involves the generation of wastewater containing a high pollutant load. Although the biological systems show satisfactory efficiency for the treatment of these effluents, they demand an elevated area for installation and high production of biological sludge. Alternatively, oxidative processes are an alternative for treating such effluents, requiring minor areas and increasing the efficiency of the treatment. We studied the Fenton process assisted with ultrasound for the treatment of swine slaughterhouse wastewater. Nails used in civil construction were used as the iron source. We evaluated the influence of pH, contact time, nail mass, and hydrogen peroxide concentration on color removal, turbidity, chemical oxygen demand (COD) and biochemical oxygen demand (BOD5). The removal of nutrients and oils and greases was also evaluated. The best results using the ultrasound-assisted Fenton process were obtained at pH 3, hydrogen peroxide concentration 90 mg L-1, and a nail unit (2.7g). In these conditions, color, turbidity, COD, and BOD5 removal of 98, 98.2, 84.6, and 98%, respectively, were achieved. The reduction in the other parameters evaluated was above 70%. Catalytic activity maintained above 90% until the sixth cycle of use. In general, the ultrasound-assisted Fenton process using the nail as a catalyst would be an alternative for the treatment of swine slaughterhouse wastewater. This alternative is responsible for the higher removal of organic load and nutrients in a shorter time when compared with biological systems.