ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Utilização de Processo Foto-Fenton no tratamento de resíduo fenólico proveniente de revelação radiográfica
AUTORES: COSTA, T, B, E (UNILAVRAS) ; NAVES, L,F (UNILAVRAS)
RESUMO: De acordo com as regulamentações que o Conselho Nacional de Meio Ambiente - CONAMA, a quantidade de fenol presente no meio aquático deve estar na casa de microgramas. No entanto para que o mesmo seja tratado de forma adequada para que o descarte possa ser feito, formas eficazes de tratamento devem ser utilizadas, visto que, existe uma grande dificuldade na sua mineralização ou a decomposição de grande parte de sua concentração para seu descarte adequado. Atualmente o tratamento no meio industrial para compostos de elevado teor de recalcitrancia é o processo oxidativo da incineração, o qual apenas transfere a fase do contaminante. Este trabalho tem por objetivo a utilização de processos fotocataliticos para a degradação de cargas de fenol presentes em residuos de revelação radiográfica.
PALAVRAS CHAVES: fenton, poas, fotocatalitico
INTRODUÇÃO: Constantemente no meio indutrial grandes cargas de resíduos de diferentes classificações vem sendo geradas de acordo com a transformação de matéria prima em novos produtos. Para tanto de acordo com as legislações atuais de descarte de resíduos, vinculadas a certificações que são adquiridas por orgãos privados, como normalizações ISO, esses novos produtos constituem uma grande carga orgânica que se esmera como resíduo e devem ser tratados de forma obter a redução necessária para o descarte futuro. Este fato esta ligado com a satisfação da população que se encontra as proximidades da indústria geradora, até para a concessão de verbas para mudanças de plantas industriais, sendo feitas a bancos privados ou estatais. O tratamento biológico tem sido muito utilizado para indústrias de pequeno a grandes portes, sendo no entanto restrigido somente a tratamentos que possuem uma concentração maior de carga orgânica biodegradável, sendo a carga recalcitrante em menor concentração desde que a relação de grau de recalcitrancia que é definida pela relação das demandas bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) estejam dentro de uma razão não maior que 0,33 (Teixeira, 2009). As relações de oxigênio na DBO e DQO são bem próximas, se direnciando somente na forma de decomposição dos compostos orgânicos, uma por via bacteriana e a outra degradação de orgânicos via química. Os processos oxidativos avançados tem se despontado principalmente na decomposição desses compostos orgânicos recalcitrantes, sendo essa decomposição efetuada por radicais hidroxilas (HO.) que possuem potencial de oxidação elevado 2,8 V. Esses radicais podem ser gerados de várias formas, sendo esses também gerados na extratosfera pela aplicação da radiação solar em gotas de água (fotólise).
MATERIAL E MÉTODOS: Para que o tratamento fosse realizado em escala laboratorial, foi utilizado um reator fotocatalítico de dimensões de 25 cm de espaço anular, acoplado a um sistema de bombemento, o qual possui uma bomba centrífuga de 0,06 CV responsável pela recirculação do material. A lâmpada utilizada foi uma lâmpada negra com potência de 12 W a qual se encontra no espaço anular do reator para que a luz seja fonte de energia na formação desses radicais hidroxilas. O Reator pode ser considerado um reator PFR (Plug Flow Reactor) visto que com o fluxo ascendente do efluente em estudo possui variações de concentrações, mesmo que pequenas através da lâmpada no interior do reator. Uma caixa pulmão é utilizada a partir de um sistema de misturação, a qual transfere seu material pelo sistema de bombeamento. Foram efetuadas 8 experimentos a partir de uma matriz de Taguchi todos em duplicatas, sendo cada experimento foram utilizados como fatores a relação de concentração de peróxido de hidrogênio e a concentração de ferro no estado de oxidação (2+) a partir de sulfato ferroso hepatahidratado. O peróxido de hidrogênio é utilizado como fonte de radicais hidroxilas, sendo o ferro apenas atuando no meio reacional por meio de diminuição da energia de ativação do sistema de decomposição da carga fenólica. A relação das concentrações utilizadas de peróxido e ferro, foram determinadas de acordo com a condição de saturação do processo oxidativo avançado. Forma utilizadas razões de peroxido/Fe2+ em dois níveis 8 e 16. Outro fator estudado foi o pH que foi trabalhado em dois valores 3 e 7. Cada experimento foi conduzido durante um intervalo de tempo de 60 minutos sendo a cada dez minutos foram coletados amostras e avaliadas quanto e variável resposta que foi a redução da DQO.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foram definidos para os níveis testados os números 1 para niveis baixos e valor 2 para níveis altos dos fatores. Para a relação de peroxido por concentração de ferro, o nível baixo foi caracterizado por 8 sendo o valor 16 para níveis altos, valores esses que são enquadrados na matriz de Taguchi. Para os valores de pH foram definidos o valor 3 para nível baixo e valor 7 para nível alto. De acordo com os oito experimentos realizados, pode-se observar que a redução da DQO se mostrou mais eficiente para baixos pH e para relação de peróxido/Fe igual a 8. Isso pode ser esclarecido de forma que a reação de foto-Fenton se enquadra de forma mais positiva para pHs ácidos, visto que o mecanismo reacional proposto por oppenlander favorecido para meios ácidos. Durante a formação de radicais hidroxilas, ocorre as reações de oxi-redução do ferro iônico presente em solução, sendo seu estado com carga (2+) favorecido pela cinética reacional com valor de constante na casa de 80 para uma reação de pseudoprimeira ordem. A avaliação para níveis altos de razões de peróxido/Fe diminuem a eficiência do processo, fato que pode ser explicado devido que para determinadas concentrações de peróxido de hidrogênio, a formação de radicais hidroxilas é desfavorecida, funcionalizando a recombinação desses para a formação de peróxido novamente. Um fator importante para esse tipo de processo, se encontra na deteriorização de grandes cargas orgânicas recalcitrantes, sem mesmo submeter o efluente por um processo de segregação, sendo um processo não seletivo. A redução de DQO para o experimento 8 foi de 87,6% após uma hora de reação, constatada pela determinação da mesma via processo de digestão ácida durante uma hora a 150°C. Outra constatação seria a transposição para uma planta industrial.
CONCLUSÕES: Os experimentos realizados foi devidamente expressiva a redução da DQO como variável resposta do processo, ocorrido a melhor redução para o experimento 8, onde prevaleceram os níveis baixos para os dois fatores analisados. A não seletividade do processo atrelado a sua eficiência, demosntra que o mesmo pode ser aplicado ao meio industrial, com plantas que podem utilizar tanto lâmpadas artificiais como a própria radiação solar, que possui um comprimento de onda adequado para que o processo foto-Fenton seja aplicado. A redução praticamente 87% da DQO, se torna expressivo para o descarte posterior
AGRADECIMENTOS: Agradecemos a Deus pela oportunidade concedida a pesquisa realizada e ao Centro Universitário de Lavras, e ao prof Fabiano pela atenção e incentivo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1- Ye, J., Mu, Y., Cheng, X., & Sun, D. (2011). Treatment of fresh leachate with high-strength organics and calcium from municipal solid waste incineration plant using UASB reactor. Bioresource technology, 102(9), 5498-503. Elsevier Ltd. doi: 10.1016/j.biortech.2011.01.001.
2- Antonio Carlos Teixeira. Apostila do material de processos oxidativos avançados; 2009.
