Abstract In this paper, a couple of pretreatments were applied to raw cheese whey to increase its biodegradability in an anaerobic reactor. The first stage consisted of coagulation/flocculation using Carica papaya seeds as a biocoagulant, and the second stage was a study of Fenton and photo-Fenton processes. The cheese whey was collected from a dairy industry plant and characterized according to physicochemical parameters to check the pollution potential (chemical oxygen demand — COD of 55.96 g L−1 and biochemical oxygen demand — BOD of 21.51 g L−1). The coagulation/flocculation process provided high turbidity removal (94–96%). After preliminary experiments with Fenton reactions in coagulated whey, a central composite design, a desirability function and a response surface were applied to obtain the optimal operating conditions (reaction time: 90 min, H2O2: 1.95 M; H2O2/Fe2+ ratio: 55) resulting in 66.4 and 62.6% of COD and TOC removals, respectively. The kinetic evaluation of photo-Fenton reaction under optimal conditions revealed the potential minimization of iron (H2O2/Fe2+ ratio: 65) and reaction time (60 min) to achieve 70.1% of COD removal under visible ultraviolet light irradiation (UV/vis). After applying the coagulation/flocculation and photo-Fenton processes, an increase in biodegradability was achieved (BOD5/COD > 0.4), allowing the application of the biological process. The batch treatment in a UASB reactor achieved 86–88% COD removal from the 24th day of operation. The proposed hybrid process eliminated between 96–98% of total COD. paper coagulationflocculation coagulation flocculation biocoagulant photoFenton photo processes chemical 5596 55 96 55.9 L1 L 1 L− 2151 21 51 21.5 L−1. . L−1) 94–96%. 9496 94–96% 94 (94–96%) design 9 min H2O2 HO H O 195 95 1.9 M H2O2Fe2 HOFe Fe2 Fe H2O2/Fe2 ratio 664 66 4 66. 626 62 6 62.6 removals respectively (H2O2/Fe2 65 60 (6 701 70 70.1 UV/vis. UVvis UV/vis UV vis (UV/vis) BOD5/COD BOD5COD BODCOD BOD5 0.4, 04 0.4 , 0 0.4) 8688 86 88 86–88 th operation 9698 98 96–98 559 5 55. 215 2 21. 949 94–96 (94–96% H2O 19 1. H2O2Fe H2O2/Fe 62. (H2O2/Fe ( 7 70. (UV/vis 0. 868 8 86–8 969 96–9 94–9 (94–96 86– 96– 94– (94–9 (94– (94 (9

Resumo Neste artigo, dois pré-tratamentos foram aplicados ao soro de queijo bruto para aumentar sua biodegradabilidade na aplicação de um reator anaeróbio. A primeira etapa consistiu na coagulação/floculação utilizando sementes de Carica papaya como biocoagulante, e a segunda etapa foi o estudo dos processos Fenton e foto-Fenton. O soro foi coletado em uma fábrica de laticínios e caracterizado quanto a parâmetros físico-químicos para verificar o potencial poluidor (demanda química de oxigênio — DQO 55,96 g L−1 e demanda bioquímica de oxigênio — DBO de 21,51 g L−1). O processo de coagulação/floculação promoveu a remoção de nível alto de turbidez (94–96%). Após testes preliminares das reações Fenton no soro coagulado, houve a aplicação do delineamento de composto central, da função desejabilidade e da superfície de resposta para obter as condições ótimas de operação (tempo reacional: 90 min, H2O2: 1,95 M e razão H2O2/Fe2+: 55), resultando em 66,4 e 62,6% de remoção de DQO e TOC, respectivamente. A avaliação cinética da reação foto-Fenton nas condições otimizadas revelou o potencial da minimização da concentração de ferro (razão H2O2/Fe2+: 65) e do tempo reacional (60 min) para atingir 70,1% de remoção de DQO sob irradiação de luz ultravioleta visível (UV-vis). Após aplicação dos processos de coagulação/floculação e foto-Fenton, um aumento da biodegradabilidade foi alcançado (DBO5/DQO > 0,4), possibilitando a aplicação do processo biológico. O tratamento batelada em reator anaeróbio de manta de lodo de fluxo ascendente (UASB) promoveu 86–88% de remoção de DQO a partir do 24º dia de operação. O processo de tratamento híbrido proposto eliminou entre 96 e 98% da DQO total. artigo prétratamentos pré tratamentos coagulaçãofloculação coagulação floculação biocoagulante fotoFenton. fotoFenton foto Fenton. físicoquímicos físico químicos 5596 55 55,9 L1 L 1 L− 2151 21 51 21,5 L−1. . L−1) 94–96%. 9496 94–96% 94 (94–96%) coagulado central 9 min H2O2 HO H 195 95 1,9 H2O2/Fe2+ H2O2Fe2 HOFe Fe2 Fe 55, , 55) 664 66 4 66, 626 62 6 62,6 TOC respectivamente 65 60 (6 701 70 70,1 UVvis. UVvis UV vis (UV-vis) fotoFenton, Fenton, DBO5/DQO DBO5DQO DBODQO DBO5 0,4, 04 0,4 0 0,4) biológico UASB (UASB 8688 86 88 86–88 º 98 total 559 5 215 2 21, 949 94–96 (94–96% H2O 19 1, H2O2/Fe2 H2O2Fe 62, ( 7 70, (UV-vis 0, 868 8 86–8 94–9 (94–96 H2O2/Fe 86– 94– (94–9 (94– (94 (9

Abstract: The environment contamination in Ecuador, done by the production, transport and commercialization of hydrocarbons, requires further research regarding new treatment alternatives that use biodegradable substances. In this study, abdominal shrimp shell waste, Litopenaeus vannamei was used to obtain chitosan and then apply it as a biocoagulant to a wastewater sample contaminated with hydrocarbon products. The produced chitosan was characterised by potentiometric titration, resulting in a deacetylation degree (%DD) of 87.18%- 93.72% and by intrinsic viscosimetry, obtaining an average molecular weight (g/mol) of 5.2x105 -5.4x105. The application of chitosan was done in a jar test, for which a completely randomised factorial design 2k was set, resulting in an evident statistically significant effect for all the factor studied, that is, pH (Initial), chitosan type and agitation method, using the turbidity percentage removal as the response variable. As a result, a pH of 5.5, a 2 mg(Chitosan)/L(sample) and a fast agitation method were applied to a contaminated sample reducing the turbidity in 98.19%, the oxygen chemical demand in 78.17%, color in 91.45% and total petroleum hydrocarbon in 99.09%.

Resumen: La contaminación del ambiente en el Ecuador, provocada por la producción, transporte y comercialización de hidrocarburos, requiere mayor investigación en cuanto a nuevas alternativas de tratamiento que utilicen sustancias biodegradables. En este estudio, se utilizó el exoesqueleto de la cola del camarón (Litopenaeus vannamei) para obtener quitosano y luego aplicarlo como biocoagulante a una muestra de agua residual contaminada con residuos hidrocarburíferos. El quitosano producido fue caracterizado por titulación potenciométrica, resultando en un grado de desacetilación (%DD) de 87.18%-93.72% y por viscosimetría intrínseca, logrando un peso molecular promedio (g/mol) de 5.2x105-5.4x105. La aplicación del quitosano se la realizó en un test de jarras, para lo cual se planteó un diseño factorial completamente aleatorio 2k, resultando en un efecto estadísticamente significativo para todos los factores estudiados, esto es, pH (inicial), tipo de quitosano y método de agitación, utilizando como variable de respuesta al porcentaje de remoción de turbidez. Como resultado, un pH de 5.5, una dosis de 2 mg(quitosano)/L(muestra) y método de agitación rápido fueron aplicados a una muestra contaminada, disminuyendo la turbidez en 98.19%, la demanda química de oxígeno en 78.17%, el color en un 91.45% e hidrocarburos totales de petróleo en 99.09%.