稻壳和高岭土残渣微滤陶瓷膜的研制及其在造纸工业废水预处理中的应用

IF 0.4 4区 环境科学与生态学 Q4 WATER RESOURCES
Érissa Amábile Calliari Machado Guimarães, William Mateus Kubiaki Levandoski, Gean Delise Leal Pasquale Vargas, Eduardo Pavan Korf, Adriana Dervanoski
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摘要

摘要造纸加工业是环境污染严重的三大废水产生企业之一。为了尽量减少对水体的影响,并符合法律要求的标准,需要先进的处理方案。本研究以稻壳灰渣对应成分的60%和高岭土为基础,研制了一种陶瓷微滤膜,用于造纸工业实际废水的预处理。在电压机中以27 MPa单轴压实获得膜,然后在1200°C的马弗烧结1小时。通过化学和物理分析对材料进行了表征。膜的表观孔隙率为34.59%,密度为1.30 g/cm³,直径和厚度的线性收缩分别为1.7和2.5%,火灾损失为9.3%,在酸和碱中具有良好的化学稳定性。水力渗透率为11.3 × 10-3 m3/m2 s MPa-1,水力孔径为2.29 μm,平均孔径为1.727 μm。对原废水的表征显示出较高的化学需氧量(1,125.4 mg•L-1)、浊度(1,300 UNT)和颜色(253.8 UC)。过滤研究表明,去除浊度(99.3%)、化学需氧量(95.7%)、颜色(83.0%)、酚类化合物(82.1%)和固体(85.1 ~ 90%)的膜效率令人满意。稻壳灰的使用起到了形成孔剂和酚类化合物吸附剂的作用,是将稻壳灰纳入生产周期的一种很有前景的替代方法。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Desenvolvimento de membrana cerâmica de microfiltração a partir de resíduo de casca de arroz e caulim e aplicação como pré-tratamento de efluente da indústria de papel
RESUMO A indústria de processamento de papel está entre as três maiores produtoras de águas residuais de significativa contaminação ambiental. Com o objetivo de minimizar os impactos nos corpos d’água e se adequar aos padrões exigidos pela legislação, são necessárias soluções avançadas de tratamento. Neste trabalho, uma membrana cerâmica de microfiltração foi desenvolvida, tendo como base 60% da composição correspondente ao resíduo de cinza de casca de arroz e 40% de Caulim, para ser aplicada como pré-tratamento do efluente real da indústria de papel. A membrana foi obtida por compactação uniaxial a 27 MPa em uma prensa elétrica, com posterior sinterização em mufla a 1.200°C por 1 hora. Os materiais foram caracterizados por análises químicas e físicas. A membrana apresentou porosidade aparente de 34,59%, densidade de 1,30 g/cm³, retração linear de diâmetro e espessura de 1,7 e 2,5%, respectivamente, perda ao fogo de 9,3% e boa estabilidade química em ácido e base. A permeabilidade hidráulica correspondeu a 11,3 × 10-3 m3/m2 s MPa-1, com diâmetro hidráulico de poros de 2,29 μm e tamanho médio de poros de 1,727 μm. A caracterização do efluente bruto revelou altos teores de demanda química de oxigênio (1.125,4 mg•L-1), turbidez (1.300 UNT) e cor (253,8 UC). O estudo de filtração indicou resultados satisfatórios de eficiência da membrana, com remoção de turbidez (99,3%), demanda química de oxigênio (95,7%), cor (83,0%), compostos fenólicos (82,1%) e sólidos (85,1 a 90%). O uso da cinza de casca de arroz desempenhou a função de agente formador de poros e adsorvente de compostos fenólicos, representando promissora alternativa para a incorporação do resíduo ao ciclo produtivo.
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