Fotocatálise homogênea aplicada ao tratamento de efluente laboratorial

• Autor(a) principal: Liberalli, Renata Luise Mertz
• Data de Publicação: 2017
• Outros Autores: Lisboa, Suelen Ruiz
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12573
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Peróxido de hidrogênio; Diagnóstico de laboratório; Radiação ultravioleta; Hydrogen peroxide; Diagnosis, Laboratory; Ultraviolet radiation

Efluentes laboratoriais, mesmo não sendo muito estudados no Brasil, apresentam grande potencial poluidor. Este estudo mostra a possibilidade da aplicação da fotocatálise homogênea (H2O2/UV) para a degradação da matéria orgânica residual de um efluente laboratorial por meio da remoção da DQO. Foi desenvolvido na estação de tratamento de efluentes (ETE) de um laboratório de análises físico-químicas, microbiológicas, de sementes, sorológicas, sensoriais e de sanidade ambiental, sendo dividido em três etapas: diagnóstico, prognóstico e propostas de melhorias. A etapa do diagnóstico teve como intuito, o levantamento e análise de dados obtidos in loco, assim como, das informações fornecidas pelo próprio laboratório. O prognóstico consistiu em propor soluções que atendessem às necessidades da planta de tratamento, além de fornecer as eficiências de cada uma das unidades de tratamento (caixa de separação, caixa de coalescência, tanque de equalização, tanque de coagulação, floculação e sedimentação e filtros de polimento). Após esta etapa, houve a proposição do processo de fotocatálise homogênea, o qual baseia-se na combinação do oxidante peróxido de hidrogênio (H2O2) e irradiação de luz ultravioleta (UV). Por meio de experimentos preliminares, os ensaios foram realizados por um período de 3 horas, em um fotorreator, operado em batelada, revestido internamente com papel alumínio e equipado com uma lâmpada de mercúrio de 250W. Este sistema contou com dois agitadores magnéticos e dois béqueres de 250 mL. O planejamento inicial fatorial 22, baseou-se nos fatores pH e concentração de H2O2. O pH compreendeu em correções do efluente bruto para os valores 5, 7 e 9, adicionado concentrações de 200, 500 e 800 ppm a partir de uma solução de H2O2 (30%), tendo como variável resposta a remoção (%) de matéria orgânica residual, mais especificamente, da demanda química de oxigênio (DQO). Visando a otimização do planejamento inicial, realizou-se o delineamento composto central rotacional (DCCR), onde houve o deslocamento da faixa de pH para 3, 4 e 5, não havendo alteração nas concentrações de H2O2, tendo alcançado maiores remoções de DQO (77,33% e 72,21%) nas condições pH 5; 200 ppm e pH 3; 200 ppm. Por fim, analisou-se a cinética de remoção da DQO no processo de fotocatálise homogênea, retirando alíquotas em tempos determinados, por um período de 6 horas. Por meio da função de desejabilidade, do software Statistica 10.0, encontrou-se as condições ótimas para a fotodegradação da matéria orgânica, ou seja, pH 5,41 e concentração 77 ppm. Modelos cinéticos foram testados para avaliar qual descreveria de forma mais adequada a variação da concentração de DQO no tempo. O modelo linear de pseudo-segunda ordem ajustou-se mais aos dados experimentais, apresentando R2 igual a 94%.