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Publicação
Surfactant removal from industrial effluents by moringa seed-assisted coagulation and photo-fenton oxidation
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Resumo(s)
Water pollution caused by surfactant-containing industrial effluents has become an important environmental concern due to the extensive use of detergents in domestic and industrial applications. Among these pollutants, sodium dodecyl sulfate (SDS) is one of the most widely used anionic surfactants and is frequently detected in wastewater because of its low biodegradability and adverse effects on aquatic ecosystems. Consequently, the development of efficient and sustainable treatment technologies for surfactant removal is of increasing importance.
This study investigated the removal of SDS from synthetic industrial wastewater using a combined treatment consisting of Moringa oleifera seed-assisted coagulation followed by the Photo Fenton oxidation process. The coagulation stage was evaluated by studying the effects of coagulant dosage, initial surfactant concentration, and pH on SDS removal. Subsequently, the Photo Fenton process was optimized by evaluating the influence of pH, hydrogen peroxide dosage, ferrous ion concentration, and UV irradiation using Response Surface Methodology (RSM).
The coagulation process achieved a maximum SDS removal efficiency of 55.6% under the optimum operating conditions. The subsequent Photo Fenton treatment significantly improved the removal efficiency, reaching 96% SDS removal. Process optimization using Response Surface Methodology predicted a maximum removal efficiency of 99.4% under the optimum conditions of pH 3, 1 mL of H₂O₂, 270 mg of FeSO₄·7H₂O, and a flow rate (Q) of 84 mL min⁻¹.
The results demonstrate that combining Moringa oleifera-assisted coagulation with the Photo Fenton process is an effective and environmentally sustainable strategy for removing anionic surfactants from industrial wastewater. The integration of a natural coagulant with an advanced oxidation process provides a promising alternative for improving wastewater treatment efficiency while reducing reliance on conventional chemical treatments.
A poluição da água causada por efluentes industriais contendo surfactantes constitui um importante desafio ambiental devido à utilização generalizada de detergentes em aplicações domésticas e industriais. Entre estes poluentes, o lauril sulfato de sódio (SDS) é um dos surfactantes aniónicos mais utilizados e é frequentemente detetado em águas residuais devido à sua baixa biodegradabilidade e aos seus efeitos adversos nos ecossistemas aquáticos. Neste contexto, o desenvolvimento de tecnologias de tratamento eficientes e sustentáveis para a remoção de surfactantes assume uma importância crescente. O presente estudo investigou a remoção de SDS de águas residuais industriais sintéticas utilizando um tratamento combinado constituído por coagulação assistida por sementes de Moringa oleifera, seguida de oxidação pelo processo Foto-Fenton. A etapa de coagulação foi avaliada através do estudo da influência da dosagem do coagulante, da concentração inicial de surfactante e do pH na eficiência de remoção do SDS. Posteriormente, o processo Foto-Fenton foi otimizado avaliando-se o efeito do pH, da dosagem de peróxido de hidrogénio, da concentração de ferro e do caudal, recorrendo à Metodologia de Superfície de Resposta (Response Surface Methodology – RSM). O processo de coagulação permitiu alcançar uma eficiência máxima de remoção de SDS de 55,6% nas condições ótimas de operação. A aplicação subsequente do processo Foto-Fenton aumentou significativamente a eficiência de remoção, atingindo 96% de remoção de SDS. A otimização do processo através da Metodologia de Superfície de Resposta previu uma eficiência máxima de remoção de 99,4%, nas condições ótimas de pH 3, 1 mL de H₂O₂, 270 mg de FeSO₄·7H₂O e caudal (Q) de 84 mL min⁻¹. Os resultados demonstram que a combinação da coagulação assistida por Moringa oleifera com o processo Foto-Fenton constitui uma estratégia eficaz e ambientalmente sustentável para a remoção de surfactantes aniónicos de águas residuais industriais. A integração de um coagulante natural com um processo de oxidação avançada representa uma alternativa promissora para melhorar a eficiência do tratamento de águas residuais, reduzindo simultaneamente a dependência de tratamentos químicos convencionais.
A poluição da água causada por efluentes industriais contendo surfactantes constitui um importante desafio ambiental devido à utilização generalizada de detergentes em aplicações domésticas e industriais. Entre estes poluentes, o lauril sulfato de sódio (SDS) é um dos surfactantes aniónicos mais utilizados e é frequentemente detetado em águas residuais devido à sua baixa biodegradabilidade e aos seus efeitos adversos nos ecossistemas aquáticos. Neste contexto, o desenvolvimento de tecnologias de tratamento eficientes e sustentáveis para a remoção de surfactantes assume uma importância crescente. O presente estudo investigou a remoção de SDS de águas residuais industriais sintéticas utilizando um tratamento combinado constituído por coagulação assistida por sementes de Moringa oleifera, seguida de oxidação pelo processo Foto-Fenton. A etapa de coagulação foi avaliada através do estudo da influência da dosagem do coagulante, da concentração inicial de surfactante e do pH na eficiência de remoção do SDS. Posteriormente, o processo Foto-Fenton foi otimizado avaliando-se o efeito do pH, da dosagem de peróxido de hidrogénio, da concentração de ferro e do caudal, recorrendo à Metodologia de Superfície de Resposta (Response Surface Methodology – RSM). O processo de coagulação permitiu alcançar uma eficiência máxima de remoção de SDS de 55,6% nas condições ótimas de operação. A aplicação subsequente do processo Foto-Fenton aumentou significativamente a eficiência de remoção, atingindo 96% de remoção de SDS. A otimização do processo através da Metodologia de Superfície de Resposta previu uma eficiência máxima de remoção de 99,4%, nas condições ótimas de pH 3, 1 mL de H₂O₂, 270 mg de FeSO₄·7H₂O e caudal (Q) de 84 mL min⁻¹. Os resultados demonstram que a combinação da coagulação assistida por Moringa oleifera com o processo Foto-Fenton constitui uma estratégia eficaz e ambientalmente sustentável para a remoção de surfactantes aniónicos de águas residuais industriais. A integração de um coagulante natural com um processo de oxidação avançada representa uma alternativa promissora para melhorar a eficiência do tratamento de águas residuais, reduzindo simultaneamente a dependência de tratamentos químicos convencionais.
Descrição
Palavras-chave
Anionic surfactant Coagulation Industrial effluent Moringa oleifera Photo-Fenton Sodium dodecyl sulfate