62ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 12. Engenharia Química

TRATAMENTO FOTO-FENTON DE EFLUENTE SINTÉTICO À BASE DE XILENO

Hugo Amâncio Medeiros Júnior 1 Osvaldo Chiavone Filho 1 Syllos Santos da Silva 1 Ariano Brito de Farias 1

1. Depto. de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte

INTRODUÇÃO:

Inúmeros são os resíduos com potencial poluidor gerados na produção e refino do petróleo. Esses efluentes possuem vários compostos orgânicos, como benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX), que por apresentarem elevado grau de toxicidade representam um risco eminente ao meio ambiente. Por conseguinte, um dos principais entraves enfrentados por este setor é o descarte da água produzida, já que deve seguir os parâmetros regulamentados pelo CONAMA. A aplicação do processo foto-Fenton no tratamento de efluentes tem despertado o interesse tanto da comunidade científica como industrial. Este processo é baseado na oxidação de compostos orgânicos sob radiação ultravioleta (UV) na presença de íon ferroso e peróxido de hidrogênio em meio ácido. Neste contexto, a reação é catalítica sendo estabelecido um ciclo em que o íon ferroso é regenerado. Tendo em vista a necessidade de conservação dos recursos naturais e redução dos riscos à saúde humana, este trabalho objetiva estudar a aplicação do processo foto-Fenton para degradação de um efluente sintético à base de xileno, a fim disponibilizar novas rotas de tratamento que enquadrem este poluente nos critérios de descarte exigidos.

METODOLOGIA:

Os experimentos foram realizados com efluente sintético contendo xileno como poluente modelo, preparado a partir da agitação do xileno em água seguido de descanso para atingir a saturação. A fotodegradação ocorreu em um reator lâmpada anular de fluxo ascendente, sendo a fonte de radiação uma lâmpada de vapor de mercúrio de 400 W de alta pressão posicionada no eixo longitudinal do reator. Antes de iniciar o experimento, dissolveu-se sal de ferro (II) no efluente e o seu pH ajustado para a faixa de 2,5 a 3,0. A dosagem de peróxido de hidrogênio e a coleta de amostras foram feitas em tempos pré-determinados. A temperatura do meio reacional foi controlada durante todo o experimento. As amostras foram analisadas utilizando um equipamento de medição de Carbono Orgânico Total (COT). Para a validação do sistema, um planejamento experimental fatorial simples foi proposto para avaliar o efeito das variáveis (concentrações de íon ferroso e peróxido de hidrogênio) em diversos níveis sobre a eficiência.

RESULTADOS:

Apesar de possuírem cinéticas de remoção diferentes, todos os experimentos apresentaram eficiências semelhantes, atingindo entre 90,9% e 100% de fotodegradação da carga orgânica após 90 minutos de corrida. Utilizando o software STATISTICA (7.0), verifica-se que a superfície de resposta mostra uma região ótima de degradação com valores máximos de concentração de peróxido de hidrogênio e mínimos de íon ferroso. De forma análoga, o gráfico de Pareto enfatiza que a variável determinante do processo é a concentração de peróxido de hidrogênio. Desse modo, constata-se que a fotodegradação do xileno é praticamente independente da concentração de íon ferroso.

CONCLUSÃO:

O processo foto-Fenton demonstrou ser eficiente para degradação do xileno. Na região investigada pelo planejamento experimental, em 20 minutos de ensaio eficiências superiores a 90,5% e 89% foram alcançadas utilizando 1 mM de íon ferroso e 150 mM de peróxido de hidrogênio e 0,26 mM de íon ferroso e 150 mM de peróxido de hidrogênio, respectivamente. Após 90 minutos, pode-se ser atingida a mineralização total da carga orgânica (100%). Do ponto de vista econômico e ambiental, a baixa dependência da presença de ferro no meio é relevante, visto que operando a baixas concentrações de íon ferroso o efluente respeita a legislação, dispensando, desta forma, o custo para remoção do material.

Instituição de Fomento: Programa de Recursos Humanos ANP - 14

Palavras-chave: Xileno, foto-Fenton, Efluente.