B. Engenharias - 1. Engenharia - 13. Engenharia Sanitária
DEGRADAÇÃO DE CAFEÍNA E AZUL DE METILENO USANDO
PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS
Enelton Fagnani1
Felipe Luis de Oliveira2
Renato Ribeiro Soares3
Taís Micheli de Sousa Máximo4
José Robeto Guimarães1
1. Departamento de Saneamento e Ambiente - FEC - UNICAMP
2. E.E. Residencial São José
3. E.E. Prof. Paulo Luiz Decourt
4. E.E. Guido Segalho
INTRODUÇÃO:Os Processos Oxidativos Avançados (POA) são definidos como tal porque são responsáveis pela geração dos radicais hidroxila (HO*), espécies químicas altamente oxidantes (~ 2,80 V). Empregam-se os POA geralmente no tratamento de efluentes industriais cujo processo via biológica seja ineficaz ou, seja, o resíduo apresente uma toxicidade que inviabiliza o uso de microrganismos na sua mineralização, necessitando então de uma conjugação de etapas, que pode envolver processos físicos e químicos, adequando-o a ser recebido em um reator biológico. Boa parte dos resíduos líquidos produzidos por indústrias têxteis, farmacêuticas e até mesmo alimentícias apresenta comportamento recalcitrante, necessitando de tratamentos físicos e químicos antes de serem dispostos no ambiente ou serem submetidos aos reatores biológicos. Nesse trabalho, foi realizado um estudo da eficiência dos POA sobre a transformação de compostos como o azul de metileno (corante) e a cafeína (alimentício) comparativamente a processos oxidativos convencionais. Os resultados foram colhidos durante o Programa Ciência e Arte nas Férias da UNICAMP, edição de 2008, com a participação de três alunos do ensino médio da rede pública estadual.METODOLOGIA:Prepararam-se soluções dos compostos de interesse, cujas concentrações em carbono orgânico eram da ordem de 20 mg L-1, volume de 800 mL. Amostras dessas soluções foram submetidas a vários processos, físicos, oxidativos e POA: a fotólise (físico), onde a amostra recebeu somente radiação ultravioleta; a peroxidação (químico), que submeteu a amostra ao contato com água oxigenada em uma concentração de 400 mg L-1; o reagente de Fenton (POA), onde as amostras foram colocadas em presença de 50 mg de íons Ferro (II), 400 mg H2O2 e em um pH = 3,5; por fim, a fotocatálise heterogênea (POA), que se utilizou de dióxido de titânio (TiO2 a 300 mg L-1) sob luz ultravioleta. Um reator tubular de vidro, volume de 270 mL, com a luz UV (15 W, 254 nm) disposta concentricamente foi usado para se executar os procedimentos oxidativos, o qual era abastecido por uma bomba peristáltica, em sistema de recirculação da amostra durante o tempo total de duas horas (Q = 300 mL min-1). Em todos os processos, foi feito o acompanhamento dos espectros por um espectrofotômetro (UV-visível) e do carbono orgânico dissolvido (COD), nos tempos de reação 0, 15, 30, 60, 90 e 120 minutos, avaliando-se assim as eficiências individuais de cada tratamento proposto.RESULTADOS:De posse dos valores da concentração de carbono orgânico total e dos espectros na faixa do visível, no caso do azul de metileno, e UV-visível no caso da cafeína, construíram-se gráficos mostrando as transformações dos compostos em função do tempo de ensaio, dependendo do processo utilizado. Pode-se observar que nem sempre uma diminuição na intensidade dos espectros, acarreta uma diminuição no COT, como na maioria dos experimentos. O processo pode alterar os grupos cromóforos sem, necessariamente, mineralizá-los. Os melhores resultados foram obtidos utilizando POA: reagente de Fenton e Fotocatálise Heterogênea sendo que, no caso da cafeína, não se observou mudança de cor por Fotólise. Salienta-se que nos processos que utilizaram luz UV o tempo efetivo de iluminação (tUV) foi de aproximadamente 40 minutos, num tempo total (tTotal) de ensaio de 120 minutos, pois esse parâmetro é dependente do volume total (vTotal) e do volume do reator (vReator), e independe da vazão da solução no reator. Esses parâmetros estão relacionados segundo a equação: tUV = tTotal x (vReator / vTotal)CONCLUSÕES:O reagente de Fenton e a Fotocatálise Heterogênea, foram mais eficientes na destruição de ambos os compostos. Na Peroxidação não se obteve êxito em nenhum dos casos e na Fotólise só houve mudança sobre o azul de metileno. O máximo de remoção de carbono foi obtido pela Fotocatálise Heterogênea (84 % para azul de metileno e 58 % para cafeína) no tempo de ensaio. O produto mais importante desse trabalho foi o treinamento dos alunos do ensino médio, e, conseqüente incentivo para outros estudos.
Instituição de fomento: Os autores do trabalho agradecem à FAEPEX pelo suporte financeiro, à Fapesp e CNPq pelos equipamento utilizados nos ensaios
Palavras-chave: Processos Oxidativos Avançados, cafeína, azul de metileno
E-mail para contato: enelton@fec.unicamp.br
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