Aplicação de processos de oxidação química, utilizando um catalisador heterogéneo com base na esmectite, conjugados com radiação

• Autor(a) principal: Parada, Catarina Maria de Abreu
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/8355
• topic: Efluentes vinícolas; Processos de Oxidação Avançados; minerais argilosos; absorção; reação Fenton; foto-Fenton

A água é o recurso natural mais utilizado pelo ser humano sendo usada para várias atividades do dia-a-dia. Ao longo dos anos cada vez mais a qualidade de água é afetada por substâncias químicas dissolvidas e também por elevada carga orgânica, como é o caso dos efluentes vinícolas sendo prejudiciais principalmente para cursos de água naturais, tornando-se fundamental o seu tratamento antes de serem libertados para o meio ambiente. Este trabalho tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento e otimização dos processos de tratamento de efluentes vinícolas. Neste sentido, foi desenvolvido um catalisador heterogéneo com base num mineral argiloso, a esmectite, que, posteriormente, foi utilizado em Processos de Oxidação Avançados (POA): os processos Fenton e foto-Fenton. Na aplicação prática destes sistemas oxidantes utilizou-se como estudo de caso um efluente vinícola da região de Trás-os-Montes e Alto Douro, que é uma das maiores regiões produtoras de vinho em Portugal. A eficiência destes tratamentos foi avaliada principalmente através da mineralização da matéria orgânica (Carbono Orgânico Total – COT). No processo foto-Fenton, a fonte de radiação utilizada foi um sistema de LEDs de 70 W/m2. A primeira fase deste trabalho consistiu num estudo da capacidade de adsorção da esmectite de modo a otimizar os parâmetros experimentais que permitiam melhores resultados de adsorção de matéria orgânica do efluente vinícola, variando três parâmetros importantes para o processo: valor de pH, razão entre a massa de adsorvente e volume de solução (S:L) e a concentração inicial de matéria orgânica. As experiências realizadas a diferentes valores de pH inicial permitiram concluir que para a Ca-SMT o valor de pH mais favorável ao processo de adsorção é 3,6 (qe=39,5 mg/g), e para a Fe-SMT é 5,0 (qe≈30 mg/g). Quando se efetuou a variação da razão S:L foi possível verificar que, para ambas as esmectites, a razão S:L que apresenta uma maior quantidade de matéria orgânica adsorvida no equilíbrio é 1,5 gSMT/L, sendo esta de 84,1 mg/g (Ca-SMT) e 47,1 mg/g (Fe-SMT). A análise dos resultados experimentais obtidos pelas experiências realizadas com diferentes concentrações iniciais de matéria orgânica do efluente vinícola, revelou que a maior quantidade de matéria orgânica adsorvida na esmectite ocorre quando há uma maior presença desta no efluente, tendo-se alcançado uma adsorção máxima de matéria orgânica de 177,8 mg/g e 137,2 mg/g para a Ca-SMT e Fe-SMT, respetivamente, quando as concentrações iniciais de matéria orgânica foram 1180 mg C/L (Ca-SMT) e 990 mg C/L (Fe-SMT). Aplicação de processos de oxidação química, utilizando um catalisador heterogéneo com base na esmectite, conjugados com radiação UV/LEDs a efluentes vinícolas xii Numa segunda fase, foram realizadas reações Fenton onde o melhor resultado de remoção de COT (27,5%) foi obtido utilizando 1,5 g de Fe-SMT e 5,0 mL de H2O2 adicionados no início da reação. Na terceira fase deste trabalho, envolvendo o processo foto-Fenton, alcançou-se uma remoção de COT de 94,4% e de CQO de 96,5%, quando utilizadas 1,5 g de Fe-SMT e 10,0 mL de H2O2 adicionados em frações. Os resultados obtidos permitem concluir que entre os dois Processos de Oxidação Avançados (POA) estudados neste trabalho, o que constitui uma alternativa mais promissora para o tratamento de efluentes vinícolas é o processo foto-Fenton.