Uso de processo Fenton modificado para a degradação de compostos orgânicos

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Sarmento, Antover Panazzolo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Construções rurais e ambiência; Energia na agricultura; Mecanização agrícola; Processamento de produ; Doutorado em Engenharia Agrícola; UFV
• Palavras-chave em Português: Compostos orgânicos; Reação Fanton; Processos oxidativos avançados; Organic compounds; Reaction Fanton; Advanced oxidation processes; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/773

Na engenharia de meio ambiente, convencionou-se usar o termo micropoluentes orgânicos para toda a gama de substâncias orgânicas resistentes à degradação biológica, destaque para diversos resíduos químicos industriais, surfactantes, defensivos agrícolas, esteroides, hormônios, produtos de higiene, beleza e limpeza. Tais poluentes, devido a sua não biodegradabilidade e, de modo geral, elevada toxicidade, podem ser responsáveis ou contribuem para afetar os organismos aquáticos, alterar as características organolépticas da água e prejudicar a saúde humana. Os sistemas convencionais de tratamento de águas apresentam, via de regra, desempenho insatisfatório na remoção de micropoluentes. Uma alternativa para a mitigação desses contaminantes são os processos oxidativos avançados, baseados na reação Fenton (convencional e modificado). Objetivou-se, neste estudo, avaliar a eficiência de processos do tipo Fenton modificado na degradação de três diferentes tipos de micropoluentes orgânicos: (i) substâncias húmicas (ácido húmico), (ii) fenol e (iii) fármacos (trimetoprima e sulfametoxazol). Num primeiro momento, objetivou-se avaliar a aplicabilidade de se utilizar o Mn4+ como catalisador coadjuvante na reação Fenton e, também, a substituição de Fe2+ por Fe3+, na degradação de ácido húmico. Verificado que o Mn4+ e o Fe3+ não contribuíram para a melhoria da eficiência de degradação, em um segundo experimento, ao se degradar fenol, determinou-se como fonte de ferro, o Fe2+, sendo utilizado como catalisador coadjuvante da reação o Mn2+. Considerando-se o comportamento diferenciado do Mn2+ em pHs diferentes (3 e 5), evidenciado em experimento anterior, num terceiro experimento de degradação de fármacos continuou-se a utilizar o Fe2+ e o Mn2+, tendo sido confirmada a interação positiva entre o Mn2+ e o pH. Em todos os experimentos analisou-se a influência dos fatores pH, concentração de reagentes e tempo de reação, sendo as inferências estabelecidas utilizando-se xanálise de variância, gráfico de Pareto, método de superfície de resposta e função de desejabilidade. O nível de significância das análises estatísticas foi de 5%. A condição ideal para a degradação de ácido húmico prevista é: pH 5, [H2O2] de 210 mg L-1, [Fe2+] de 30 mg L-1 e tempo de reação de 120 min. As condições ótimas para a degradação do fenol em pHs mais ácidos (3) foram: [H2O2] em 210 mg L-1, [Fe2+] em 20, 40 ou 60 mg L-1, [Mn2+] em 60 mg L-1 e o tempo de reação em 90 min; em pHs menos ácidos (5), observou-se que o processo Fenton convencional foi a alternativa mais eficiente, sendo a condição ótima: [H2O2] de 90 mg L-1, [Fe2+] de 20 mg L-1 e tempo de reação de 30 min. A condição ótima para a degradação da trimetoprima foi pH igual a 5, [H2O2] de 180 mg L-1, [Fe2+] de 45 mg L-1 e o tempo de reação de 30 min. Concluiu-se que, de modo geral, o Mn4+ e o Fe3+ não proporcionaram bom rendimento ao processo Fenton, que é possível utilizar o Mn2+, caso o substrato a ser tratado apresente baixo pH (3) e tanto o processo Fenton como o Fenton modificado proporcionam elevada eficiência na degradação de micropoluentes.