ÁREA: Química Ambiental
TÍTULO: OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO FOTO-FENTON PARA O TRATAMENTO DE EFLUENTES DE INDÚSTRIA DE CELULOSE KRAFT BRANQUEADA
AUTORES: SILVA, T.C.F. - UFV; BELLATO, C. R. - UFV; REIS, C. – UFV.
DEPARTAMENTO DE QUíMICA, LABORATóRIO DE QUíMICA AMBIENTAL, UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIçOSA, VIçOSA – MG. (BELLATO@UFV.BR)
RESUMO: As indústrias de celulose produzem uma grande quantidade de efluentes com elevada concentração de matéria orgânica e cor. Uma parcela significativa do material orgânico presente nesses efluentes não é eliminada pelos tratamentos biológicos convencionais. Os Processos Oxidativos Avançados, como o processo foto-Fenton, têm sido utilizados para o tratamento de diversos tipos de compostos orgânicos, inclusive compostos resistentes aos tratamentos biológicos convencionais. Neste trabalho, foi estudado o processo foto-Fenton, aplicado como tratamento terciário em uma indústria de celulose. Os experimentos foram feitos utilizando um reator fotoquímico. O valor de DQO para os efluentes que receberam o tratamento ficou ligeiramente acima do valor máximo estipulado pelo COPAM, que é de 90 mg L-1.
PALAVRAS CHAVES: foto-fenton, efluentes, celulose kraft branqueada
INTRODUÇÃO: A qualidade das águas tem sido motivo de preocupação de ambientalistas e da sociedade em geral. As legislações ambientais são cada vez mais restritas no que se refere à qualidade dos efluentes industriais. Dessa forma, as indústrias têm procurado minimizar o impacto ambiental, buscando alternativas práticas e viáveis para o tratamento de águas residuárias. A indústria de celulose kraft utiliza grandes quantidades de água e gera efluentes com alta carga orgânica, tornando-se necessário o desenvolvimento de tratamentos adequados para o lançamento desses efluentes em cursos d’água. Como alternativa para degradação de inúmeros compostos orgânicos, destaca-se o processo foto-Fenton, um Processo Oxidativo Avançado (POA) baseado na aplicação de radiação ultravioleta a fim de gerar radicais hidroxila (.OH), através da decomposição do peróxido de hidrogênio (H2O2) catalisada por Fe2+ em meio ácido (NEYENS e BAEYENS, 2003). Neste trabalho, foram estudados os efeitos do pH, da proporção e da concentração entre os reagentes H2O2 e Fe2+ sobre a eficiência do processo foto-Fenton, aplicado no tratamento de efluente de uma indústria de celulose kraft branqueada.
MATERIAL E MÉTODOS: O efluente coletado na indústria de celulose kraft branqueada, apresentou valores iniciais de DQO 454,2 mg L-1 e cor 1203,2 mg L-1. Os experimentos foram feitos utilizando um reator fotoquímico anular de fluxo ascendente composto por uma lâmpada a vapor de mercúrio de 125 W (sem o bulbo protetor), envolvida por um cilindro de quartzo. Esse conjunto foi inserido em um tubo de vidro, por onde recircula um volume de 1700 mL, sendo que o volume de efluente exposto a radiação é de 700 mL. Foram adicionados através do reservatório do fotoreator a massa de sulfato ferroso hidratado (Fe2SO4.7H2O) e o volume de H2O2, conforme os experimentos do planejamento experimental “central composite” mostrado na tabela 1. O tempo de cada experimento foi de 120 minutos. O processo de degradação foi monitorado pelas análises da demanda química de oxigênio (DQO) e Cor para cada experimento, empregando-se os métodos colorimétricos (GREENBERG et al., 1992). Também foram feitas as determinações das concentrações de H2O2 em intervalos de tempo regulares para cada experimento, possibilitando a determinação do H2O2 residual. A concentração de H2O2 foi determinada por iodometria.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As melhores condições para aplicação do processo foto-Fenton foram obtidas com o pH do efluente igual 3,0. Os resultados da tabela 1 mostram que o processo foto-Fenton aplicado no tratamento terciário do efluente proporcionou redução de DQO 79,7 % e de Cor 99,5 % para o experimento 6, onde se empregou a proporção de 184:1 entre as concentrações dos reagentes H2O2 e Fe2+. A superfície de resposta foi construída, utilizando-se os valores de DQO como resposta analítica. A superfície de resposta mostrou que os melhores valores de DQO, ou seja, os experimentos que proporcionaram maior porcentagem de redução de DQO atingem a região onde se utiliza maior quantidade de H2O2. Observou-se também que a concentração de Fe2+ no intervalo de concentração estudado, apresentou pequena influência na redução de DQO. Os experimentos realizados mostraram que a redução de DQO e Cor aconteceram nos primeiros 90 minutos, mas o tempo de 120 minutos foi mantido para se obter no final um efluente isento ou com baixo residual (< 14 mg L-1) de H2O2.
CONCLUSÕES: O valor de DQO para o efluente que recebeu tratamento com concentração de H2O2 de 700,00 mg L-1 e Fe2+ de 3,80 mg L-1 (experimento 6) foi de 92,2 mg L-1, ficando ligeiramente acima do valor máximo estipulado pelo COPAM que é 90 mg L-1, para lançamentos de efluentes nos cursos de água. O processo foto-Fenton, empregando-se o reator fotoquímico anular, mostrou-se eficiente no tratamento terciário de efluente de indústria de celulose kraft branqueada, devido à redução de DQO e Cor.
AGRADECIMENTOS:FAPEMIG, CAPES
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:COPAM - Conselho de Proteção Ambiental - Deliberação Normativa n 10, de 16 de dezembro de 1986. Minas Gerais, Belo Horizonte, 10 jan. 1987.
GREENBERG, A. E.; CLESCERI, L. S.; EATON, A. D. 1992. Standard methods for the examination of water and wastewater. 18. ed. v.1. Washington: American Public Health Association.
NEYENS, E.; BAEYENS, J. 2003. A review of classic Fenton’s peroxidation as an advanced oxidation technique. Journal of Hazardous Materials, 98: 33-50.