ÁREA: Ambiental
TÍTULO: APLICAÇÃO DO PROCESSO FOTOCATALÍTICO HETEROGÊNEO NA DEGRADAÇÃO DE EFLUENTE PROVENIENTE DA INDÚSTRIA DE PAPEL
AUTORES: VIEIRA, B.G.A. (UEPB) ; SOUSA, J.Q. (UEPB) ; LIMA, C.A.P. (UEPB) ; VIEIRA, F.F. (UEPB) ; LIMA, G.G.C. (UEPB)
RESUMO: Este trabalho avaliou a degradação de um efluente da indústria de papel, utilizando os fotocatalisadores TiO2, ZnO e TiO2-ZnO. O sistema experimental consistiu de um reator tipo tanque, irradiado por lâmpadas germicidas, que emitem radiação UV e com diferentes intensidades de radiação em pH natural do efluente. Foram avaliados a influência da carga dos fotocatalisadores e da intensidade de radiação. Os resultados mostraram que houve maior degradação da matéria orgânica e sólidos com TiO2 a 0,1%, com intensidade luminosa de 1,679 mW/cm2, já a condutividade e o cloreto não sofreram diminuição significativa. Diante dos resultados, observou-se que o processo fotocatalítico apresentou ótima eficiência na degradação da matéria orgânica e redução dos sólidos presentes no efluente analisado.
PALAVRAS CHAVES: fotocatálise, degradação, efluente.
INTRODUÇÃO: Vários fatores tem contribuído para o aumento dos níveis de poluição ambiental. Com o avanço da ciência, diversos compostos são sintetizados e produzidos industrialmente; conseqüentemente, novos resíduos são introduzidos diariamente no ambiente. As fábricas de celulose e papel geram efluentes, tais como licor da polpação, água de lavagem da polpa, efluente da planta de branqueamento e efluentes da máquina de papel. Normalmente, o fluxo individual de cada efluente setorial é misturado antes do tratamento, produzindo o efluente geral ou efluente combinado (Lacerda et al., 2006). Os tratamentos convencionais da indústria papeleira são geralmente métodos tradicionais como a flotação e a coagulação, e tratamentos biológicos, tanto aeróbicos, como anaeróbicos. Estes processos removem a maior parte da matéria orgânica contida nestes efluentes, mas também acaba ocasionando outros problemas ambientais, como geração de lodo (Neto, 2002).A degradação fotocatalítica é conseguida com o auxílio de um fotocatalisador, e uma fonte de radiação. Alguns semicondutores possuem a capacidade de transformar luz em outro tipo de energia. Quando o semicondutor suspenso em uma solução absorve energia na faixa do seu “bandgap” (energia UV), um elétron (e-) da banda de valência (BV) é transferido para a banda de condução (BC), resultando na criação de lacunas (h+) na banda de valência, produzindo radicais do tipo (OH) e podem oxidar e mineralizar compostos orgânicos. As moléculas orgânicas são decompostas e transformadas em água, dióxido de carbono e ácidos minerais (Goswami,1997). Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento da fotocatálise heterogênea no tratamento do efluente da indústria papeleira, utilizando como fotocatalisadores TiO2,ZnO,TiO2/ZnO na degradação do efluentes.
MATERIAL E MÉTODOS: A pesquisa foi realizada nas dependências do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual da Paraíba, em Campina Grande-PB, no Laboratório de Saneamento Ambiental, do Departamento de Química. O sistema experimental foi constituído de um reator tipo tanque, irradiado por lâmpadas germicidas de 15 W, que emitem radiação ultravioleta, no comprimento de onda de 254 nm. Tal reator consiste de um vaso cilíndrico (bécker) confeccionado em vidro pirex com um volume de 500 ml, conforme a figura 01. O efluente foi fornecido pela Indústria de Papel e Celulose da Paraíba S.A – IPELSA, localizada no bairro de Bodocongó desta cidade. O tempo para cada experimento foi de 4 horas, retirando uma amostra a cada 30 minutos. Os fotocatalisadores foram utilizados em suspensão. As amostras foram centrifugadas, para em seguida serem analisadas.
A avaliação da eficiência do processo fotocatalítico foi feita através da caracterização do efluente antes, durante e após o tratamento, através dos seguintes parâmetros: Demanda Química de Oxigênio (DQO), pH, sólidos, condutividade, cloreto. Todas as análises seguirão determinação de acordo com normas padrão (APHA, 1998).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A figura 1, mostra os resultados obtidos para todos os fotocatalisadores usados no processo fotocatalítico. Pode ser visto que na mistura TiO2 / ZnO e ZnO houve uma boa degradação, mas quando comparada com o TiO2 sozinho, este fato nos leva a crer que para este tipo de efluente, o TiO2 é mais fotoreativo que os demais. A maioria dos estudos já realizados com fotocatálise revelam que o semicondutor mais eficiente é o TiO2 (Mahvi et al.,2009).
A figura 2, mostra a influência da intensidade luminosa na degradação da matéria orgânica, para uma carga de TiO2 de 0,1%. Observa-se uma maior redução da DQO ocorreu para o experimento de maior intensidade de radiação, alcançando 88,2%, isto deve-se ao fato de que, quanto maior for a quantidade de energia fornecida ao sistema, maior será a produção de radicais hidroxilas,possibilitando uma degradação fotocatalítica mais eficiente e mais rápida, devido a combinação mais freqüente dos pares elétrons/lacunas (Blazková et al.,1998; Neto, 2002).
CONCLUSÕES: Nas análises de DQO,os melhores resultados obtidos são referentes aos experimentos envolvendo as seguintes características: intensidade luminosa de 1,679mW/cm2, com todas as cargas analisadas do TiO2 .
Observa-se em todo trabalho que o catalisador com melhores resultados é o TiO2, seguido do TiO2 modificado e por fim o ZnO.
Degradação fotocatalítica do efluente estudado mostrou dependente do tipo de catalisador, da carga utilizada e da intensidade de radiação.
Diante dos resultados obtidos, observa-se que o processo fotocatalítico apresenta uma boa eficiência no tratamento do efluente analisa
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: APHA. AWWA.WPCF. Standard methods for the examination of water and wasterwater. 15a ed. Washington, DC: American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation, p.1134, 1995.
BLAZKOVÁ, A., CSÖLLEOVÁ, I.; BREZOVÁ, V., Effect of light on the phenol degradation using Pt/TiO2 photocatalysts immobilized on glass fibres. J. Photochem. Photobiol. A: Chem., v. 113, p. 251-256, 1998.
GOSWAMI, D.Y. A Review of Engineering Developments of Aqueous Phase Solar Photocatalytic Detofication and Desinfection Processes. Journal of Solar Energy Engineering, Vol. 119, pp. 101-107, 1997.
LACERDA, K.V., GONDIM, A.L.N., COSTA, G.S., GOMES, R.B., SAMPAIO, G.M.M.S., Perfil da Microbiota, Fúngica (Fungos e Leveduriformes) e bacteriana da água residuária de uma indústria de papel e celulose, in “VIII Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2006. Campo Grande – MS, Brasil.
MAHVI, A.H., GHANBARIAN, M., NASSERI, S., KHAIRI, K., Mineralization and discoloration of textile wastewater by TiO2 nanoparticles.Desalination. 239. P.309-316. 2009.
NETO, G.C., 2002, “Decomposição de Fenol e Efluente da Indústria de Papel e Celulose por Fotocatálise Heterogênea”, Tese de Mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Santa Catarina, Brasil.
