Estudo de propostas de modelagem cinética para a degradação de espécies fenólicas via processos oxidativos avançados do tipo uv-h2o2, fenton, fotofenton e eletro-fenton. - Livrari Junior, Decio (2021)
Fenóis e derivados fenólicos têm sido utilizados como contaminantes alvo em uma série de estudos experimentais envolvendo Processos Oxidativos Avançados, uma vez que podem ser apontados como compostos tóxicos e recalcitrantes a métodos convencionais de tratamento, como aos processos biológicos. Todavia, poucas ainda são as publicações focadas na modelagem matemática de efluentes submetidos aos diferentes tipos de POA. Nesse âmbito, esse trabalho visou estudar a formulação e aplicação de 5 modelos cinéticos distintos para a degradação de espécies fenólicas por meio de 4 diferentes tipos de configurações de POA: processo UV/H2O2, Fenton, foto-Fenton solar e eletro-Fenton. Os modelos foram testados em relação a dados experimentais provenientes de estudos identificados na literatura, englobando a estimativa de parâmetros cinéticos pouco conhecidos, principalmente de reações entre o radical hidroxila e intermediários oxidativos orgânicos e parâmetros característicos de reações de fotólise, como rendimento quântico e coeficiente de absorção molar. Os ajustes entre dados experimentais e resultados preditos pelo modelo foram realizados através do algoritmo Trust Region Reflective, implementado em rotinas de regressão não linear no pacote computacional MATLAB®. Critérios de estruturação de funções objetivo de otimização e de convergência foram discutidos ao longo do estudo. Houve adequada concordância para os modelos representados pelos processos UV/H2O2, Fenton e foto-Fenton solar, embora os dois modelos apresentados para o processo eletro-Fenton tenham apontado menor conformidade, levando a questionamentos sobre os fatores chave envolvidos nas características fenomenológicas desse tipo de POA. Uma vez estimadas as constantes cinéticas, os modelos foram empregados para a simulação dos processos, objetivando avaliar as variáveis críticas das diferentes configurações de POA analisadas. Foram verificadas as influências da razão oxidante/contaminante, da taxa fotônica para os processos fotoassistidos, da concentração de catalisador de ferro para os processos do tipo Fenton e da concentração de oxigênio dissolvido e corrente elétrica aplicada para o tratamento do tipo eletro-Fenton.