Remoção de fenol em amostras de água utilizando persulfato ativado por ferro zero suportado em biochar

• Autor(a) principal: Souza, Joyce Azevedo Bezerra de
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54707
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Tratamento de efluentes; Processos oxidativos avançados; Persulfato de sódio; Ferro de valência zero

A modernização, o elevado crescimento populacional e a produção acelerada de insumos estão desencadeando o aumento da geração de efluentes industriais, que representa um grave problema a nível global, visto que podem contaminar a água, solo e o ar. A indústria petrolífera é uma das principais fontes de contaminação das águas, e seus produtos e subprodutos possuem inúmeros contaminantes com propriedades toxicológicas, carcinogênicas e mutagênicas, que podem comprometer a qualidade do meio e causar impactos negativos na saúde humana, animal e vegetal. O fenol é um representante dos poluentes desta indústria, estando presente em efluentes como a água produzida de petróleo e em refinarias. Para o tratamento de águas contaminadas com este poluente, os Processos Oxidativos Avançados (POA) estão sendo largamente utilizados. Assim sendo, este trabalho teve por objetivo realizar o tratamento de águas contaminadas com fenol através de um POA utilizando persulfato de sódio (PS), como oxidante, e a combinação entre ferro de valência zero (ZVI) suportado em biochar (BC) como forma de ativação do persulfato. O biochar foi obtido por pirólise (300°C por 1 h, com taxa de aquecimento de 10 °C. min-1), utilizando como biomassa as cascas dos frutos da Calotropis procera, e o ZVI foi obtido pelo método de redução química. O BC, o ZVI e ZVI suportado no BC (BC/ZVI) foram caracterizados estrutural, composicional e morfologicamente, por meio de FRX, DRX, MEV-EDS, FTIR, análise do potencial zeta, tamanho de partícula e índice de polidispersão. Em relação aos experimentos de oxidação, foi realizado um delineamento experimental no qual as variáveis analisadas foram a concentração do oxidante ([PS] = 1 a 9 mM) e do BC/ZVI ([BC/ZVI] = 1 a 5 g.L-1). Em seguida, foi realizada a otimização do processo, estudando a concentração do oxidante ([PS] = 5 a 13 mM), do ativador ([BC/ZVI] = 3 a 7 g.L-1) e do pH (3,0 a 11,0). Também foi possível comparar o agente ativador com o Fe0 comercial, buscando confrontálos com o POA proposto. Os resultados obtidos com a caracterização dos materiais confirmam que o biochar sintetizado mostrou-se similar ao sintetizado por outros trabalhos na literatura, sendo um material carbonáceo, com poros em sua estrutura e que apresentou diversos grupos oxigenados em sua superfície. O ZVI sintetizado apresentou estruturas com formatos irregulares e as partículas tenderam-se a aglomerar, comportamento similar ao encontrado em outros estudos literários. O BC/ZVI foi caracterizado como um material que possuiu porosidade, grupos funcionais em sua superfície e que o ZVI acomodou-se de forma eficiente em sua superfície, permitindo que estas partículas estivessem disponíveis para a oxidação. Os resultados do tratamento oxidativo indicaram que o sistema proposto PS/BC/ZVI é eficiente para a degradação do fenol, visto que bons resultados de remoção do fenol foram obtidos. Dos planejamentos realizados, têm-se que o melhor ponto obtido foi o ensaio 4, com as condições ótimas de [PS] = 9 mM e [BC/ZVI] = 5 g.L-1 e pH = 3,0, possuindo a taxa de remoção máxima de 89,99 % de remoção. A degradação de fenol utilizando o PS ativado com BC/ZVI obtida nesse trabalho é eficiente para tratamento de efluentes, além da sua aplicação para diminuição da toxicidade em casos de lançamentos em corpos de água sem os devidos tratamentos.