Tratamento de efluentes da indústria de pasta Kraft por oxidação fotocatalítica

• Autor(a) principal: Polónio, Tiago Filipe Ferreira
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/21177
• topic: Fotocatálise; Tratamento de efluentes; Indústria da pasta de papel; Compostos orgânicos halogenados; Dióxido de titânio

A indústria da pasta de papel requer a utilização de elevadas quantidades de água no seu processo, o que origina a produção de um elevado volume de efluentes cujo tratamento é necessário antes de libertados em rios e mares adjacentes. De facto, devido à natureza dos compostos químicos usados, nomeadamente no branqueamento das pastas, estes efluentes contêm compostos orgânicos halogenados que podem exercer efeitos nocivos no ambiente e saúde humana se despejados no meio-ambiente. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo a redução do teor de compostos halogenados adsorvíveis (AOX) e de carência química de oxigénio (CQO) de efluentes resultantes da produção da pasta de papel, pelo processo kraft, por fotocatálise heterogénea com dióxido de titânio (TiO2) e radiação ultravioleta, com adição de peróxido de hidrogénio (H2O2) como agente oxidante. O estudo foi realizado utilizando um foto-reator laboratorial, em condições “batch”. Numa fase inicial procedeu-se ao estudo do tratamento de efluentes recolhidos em 3 pontos distintos do processo de uma fábrica de produção de pasta de papel (D0, ETP e ETB), e que portanto apresentavam distinta composição e pH. Após 4 horas de tratamento, à temperatura ambiente, obteve-se uma considerável percentagem de redução de AOX em qualquer um dos efluentes tratados, sendo a menor 83% e a maior 99%, e percentagens menores na diminuição de carga de CQO, entre 11% e 47%, o que sugere que a fotodegradação é um tratamento menos eficiente na redução do CQO. Posteriormente, realizou-se um estudo de arranjo composto central Box-Wilson 22, com o objetivo de determinar as concentrações ótimas de TiO2 e H2O2, que permitam obter a máxima redução de AOX e CQO no efluente D0. Para a eliminação do AOX obtiveram-se concentrações de 1.17 mg/L de TiO2 e 2.56 mL/L de H2O2 e para eliminação do CQO, obtiveram-se concentrações de 1.7 mg/L de TiO2 e 4.6 mL/L de H2O2. Sendo o objetivo a longo prazo a implementação do tratamento numa escala industrial, aproximaram-se algumas condições de operação em laboratório às condições industriais, nomeadamente o aumento da temperatura para 60ºC e a redução do tempo máximo de tratamento para 1 hora. Verificou-se que em condições de fotólise, os resultados obtidos na redução de AOX foram satisfatórios, pois decorridos 20 minutos de tratamento, o AOX foi reduzido em 40%. Este método não se mostrou eficiente na eliminação do CQO, pois a redução é de apenas 4% após 1 hora. Efetuando o tratamento com condições otimizadas para o AOX, obtém-se uma redução de 66% de AOX e de 29% de CQO, nos primeiros 10 minutos e de 81% de AOX e 33% de CQO após 1 hora de exposição. Foi também testado o tratamento a 60ºC utilizando as concentrações ótimas determinadas para o CQO, o que resultou na eliminação de 60% do AOX e de 40% do CQO após 10 minutos de operação e de 78% de AOX e de 46% de CQO em após 1 hora de tratamento