Desenvolvimento de um reator fotoquímico aplicável no tratamento de efluentes fenólicos presentes na indústria do petróleo / Development of a photochemistry reactor applicable in the treatment of phenolic wastewaters present in the petroleum industry

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Com o crescente aumento da poluição das águas acorrido nos últimos anos, houve também um grande avanço das pesquisas relacionadas ao tratamento de águas contaminadas. Efluentes contendo compostos orgânicos de alta toxicidade, nos quais o tratamento biológico não pode ser aplicado, os chamados processos oxidativos avançados (POA) surgem como uma alternativa para a degradação de substâncias orgânicas tóxicas não biodegradáveis, pois estes processos são baseados na geração de radicais hidroxila, substâncias altamente reativas, capazes de degradar praticamente todas as classes de compostos orgânicos. Os POA, por muitas vezes, requerem o uso de reatores com lâmpadas especiais que emitem luz ultravioleta. Estas lâmpadas apresentam uma alta demanda de energia elétrica, consistindo, portanto, em um dos maiores problemas para a aplicação desses processos em escala industrial. Este trabalho envolveu o desenvolvimento de um novo reator fotoquímico composto de 12 lâmpadas fluorescentes de luz negra de baixo custo como fonte de radiação UV. O processo estudado foi o sistema foto-Fenton, uma combinação de íons ferrosos, peróxido de hidrogênio e radiação ultravioleta, sendo aplicado na degradação de um efluente sintético aquoso contendo fenol, um dos principais poluentes da indústria do petróleo. Foram realizados experimentos preliminares visando avaliar as condições operacionais do reator, além dos efeitos da intensidade da fonte de radiação e distribuição das lâmpadas no reator. As amostras foram analisadas quanto ao teor de carbono orgânico dissolvido (COD) utilizando um TOC 5000A da Shimadzu. A partir do recurso da cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC), pôde ser identificado a formação do catecol e da hidroquinona durante o processo de degradação do fenol. Pelo emprego da actinometria foi obtida uma taxa de incidência de fótons de 9,06⋅1018 foton⋅s-1, para 12 lâmpadas acionadas. Foi elaborado um planejamento fatorial ampliado do qual foi possível avaliar a influência da concentração dos reagentes (Fe2+ e H2O2), além de ter sido determinado as condições ótimas experimentais ([Fe2+] = 1,6 mM e [H2O2] = 150,5 mM), obtendo um percentual máximo de degradação de 81,38 % em 1 hora de reação. Foi verificado que o aumento da concentração dos íons ferrosos é favorável ao processo até atingir um limite, quando o acréscimo de íons ferrosos começou a apresentar um efeito negativo. O H2O2 apresentou um efeito positivo ao processo, atingindo um percentual máximo de degradação. A modelagem matemática do processo foi realizada utilizando o recurso da rede neural artificial, a qual pôde representar o sistema e o comportamento das variáveis do processo

ASSUNTO(S)

degradation phenol foto-fenton photochemistry reactor advanced oxidation processes rede neural artificial processos oxidativos avançados artificial neural network fenol engenharia quimica photo-fenton degradação reator fotoquímico

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