CONSTRUÇÃO E OPERAÇÃO DO REATOR PARA FOTODEGRADAÇÃO DE COMPOSTOS FENÓLICOS PRESENTES EM EFLUENTE PETROQUÍMICO

Abstract

Os processos industriais geram grandes quantidades de águas residuais com complexidade cada vez maior. Para que estas sejam lançadas no meio ambiente, necessitam da remoção de compostos que possam ser contaminantes ao meio em que são dispostos. No processamento do petróleo, por exemplo, uma gama de componentes de difícil degradação é gerada. Entre estes, os fenóis vêm despertando interesse na comunidade científica por serem classificados como poluentes orgânicos prioritários por sua toxicidade ao homem e a biota. Devido a necessidade de degradar e determinar compostos fenólicos, o presente trabalho tem por objetivos construir e operar um fotorreator; empregar a fotodegradação na redução e/ou mineralização completa de compostos fenólicos; coletar areia com potencial presença de partículas catalisadoras do município de São José do Norte, separar, caracterizar suas frações e identificar os elementos presentes; utilizar a fração de maior concentração de catalisador natural e avaliar a degradação dos compostos fenólicos com e sem o seu uso. Para a execução do trabalho, o fotorreator foi projetado e construído em aço inox, na forma cilíndrica, com capacidade volumétrica útil de 0,8 L - capacidade 60% maior do que estudos encontrados na literatura para fotodegradação. O reator é composto por sistema de resfriamento através da circulação de água e sistema elétrico contendo lâmpada germicida UVC de 95 W encamisada com tubo de quartzo, como fonte de radiação. Os experimentos foram conduzidos segundo planejamento fatorial 23 com triplicata do ponto central e os resultados analisados estatisticamente para definição das variáveis de operação do reator. As condições operacionais para reação de degradação de fenol de 89,2% (±0,7) do efluente bruto em reator de 0,8 L em 30 min foram de pH 7, 4 g de areia com fração de 24% de titânio (Ti) e 22 mg L-1 de peróxido de hidrogênio (H2O2). A degradação de fenol foi de 89,4% (±0,9) para 44 mg L-1 de H2O2 sem uso da areia (sem catalisador). O uso do catalisador diminui o volume de H2O2 pela metade.

Industrial processes produce large amounts of wastewater with increasing complexity. In order to be released into the environment it is required the removal of the compounds that may be contaminants in the environment in which they are disposed. In petroleum processing, for example, a range of hard to break down components is produced. Among these components, phenols are arousing interest in the scientific community because they are classified as priority organic pollutants for their toxicity to humans and biota. Due to the need to degrade and determine phenolic compounds, the present work aims to build and operate a photoreactor; employ photodegradation in the reduction and/or complete mineralization of phenolic compounds; collect sand with potential presence of catalysts from São José do Norte County, separate, characterize their fractions and identify the elements present; use a fraction of the highest concentration of natural catalyst and evaluate the degradation of phenolic compounds with and without their use. To do this work, the photoreactor was designed and constructed in cylindrical stainless steel, with useful volumetric capacity of 0.8 L - capacity 60% larger in volume than studies found in the literature for photodegradation. The reactor consists of cooling system through water circulation and electrical system containing 95W jacketed UVC germicidal lamp. The experiments were conducted according to factorial design 23 with triplicate of the central point and the results statistically analyzed to define reactor operation variables. The operational conditions for phenol degradation reaction of 89.2% (±0.7) of the crude effluent in 0.8 L reactor, in 30 minutes were pH 7,4 g of sand with 24% titanium fraction (Ti) and 22 mg L-1 of hydrogen peroxide (H2O2). Phenol degradation was 89.4% (±0.9) with 22 mg L-1 of H2O2, without sand (without catalyst). Using the catalyst halves the volume of H2O2.