Desenvolvimento de um sistema para avaliação do efeito da aplicação de processos oxidativos avançados no tratamento de efluentes líquidos contendo fenol ou cianeto

• Ano de defesa: 2009
• Autor(a) principal: Nolasco, Felipe Rufine
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Água residual; Effluent; Efluentes; Oxidação; Oxidation; Ozone; Ozônio; Waste water
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64135/tde-11122009-150429/

Com o intuito de viabilizar, ambiental e economicamente, a degradação de algumas substâncias perigosas e recalcitrantes, presentes em águas e efluentes, foi desenvolvido um sistema para estudar a tratabilidade dessas substâncias, utilizando Processos Oxidativos Avançados POAs. As espécies escolhidas foram o fenol (C6H5OH) a 50 mg L-1 e o cianeto de potássio (KCN) a 20 mg L-1. Os resíduos químicos foram submetidos a tratamentos com diferentes doses de O3 (0, 2,4 e 4,8 g h-1), H2O2 (0, 150 e 300 mg L-1 para o fenol e 0, 60 e 120 mg L-1 para o cianeto) e UV (0, 8 e 32 watts), pois tais combinações promovem a geração de radicais hidroxila (OH), cujo potencial de oxidação é superior ao de cada oxidante individualmente. O sistema desenvolvido funciona em batelada com recirculação, possibilitando todas as combinações de interesse entre os oxidantes, com capacidade máxima de 300 mL de resíduo, volume adotado para todos os testes deste trabalho. O sistema é composto por uma coluna cilíndrica disposta na posição vertical, ligada a um reator UV. Outros equipamentos instalados são a bomba para a circulação do resíduo, o concentrador de O2, o ozonizador (0-24 g h-1), cujo gás é insuflado pela base da coluna, e seu excesso passa pelo destruidor de O3, composto por uma coluna preenchida com carvão ativado. A solução de H2O2 é adicionada ao sistema com o auxílio de uma seringa. A eficiência do processo de mineralização do fenol, foi avaliada através de 27 tratamentos (combinações) nos tempos de 15 e 30 minutos e pH 6,5. As amostras coletadas foram analisadas em equipamento Shimadzu TOC-5000A, obtendo-se a concentração de carbono orgânico total. Os dados foram submetidos à análise estatística (Fatorial e teste de Tukey, p<0,05). As combinações com os melhores resultados foram utilizadas para uma segunda etapa de testes, variando os tempos em 5, 15, 30 e 45 minutos. Os novos dados foram submetidos à análise estatística e, novamente, as combinações com melhores resultados foram utilizadas para avaliação do efeito do pH (6,5 e 9,5) na mineralização do fenol. A combinação O3 (4,8 g h-1) / UV (32 watts) / H2O2 (300 mg L-1), em pH 9,5, apresentou a melhor condição de tratamento em 30 minutos, proporcionando 99,7% de mineralização do fenol. O delineamento experimental do cianeto foi baseado nas melhores razões oxidante/resíduo obtidas para o fenol. Foi preparada solução 8,13 mg L-1 de CN previamente alcalinizada (pH 11,0). Os tempos estudados foram 1, 2, 4, 5 e 10 minutos e as amostras foram submetidas à análise de N-NO3 por espectrofotometria em sistema por análise em fluxo. Neste caso a combinação O3 (4,8 g h-1) / UV (32 watts), proporcionou 97,6% da oxidação do cianeto à NO3 em 7 minutos de tratamento. Os custos dos tratamentos nas melhores condições foram de R$ 11,08 por litro de fenol tratado e R$ 4,20 por litro de cianeto tratado. Concluiu-se que o sistema proposto foi eficiente no tratamento de ambos resíduos químicos (fenol e cianeto) em um curto período de tempo