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Processos Oxidativos Avançados
(POA’s)
Nomes: Arthur Barra
Pâmmella Ribeiro
Professor: Dr. Rafael Arromba de Sousa
Sumário
Contextualização;
Introdução;
Classes;
Literatura;
Conclusões;
Referências.
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Contextualização 3
Crescimento
populacional
Revolução
industrial
Qualidade de
vida
Custo
Contextualização 4
Conscientização Intervenção política
PRONAR
Contextualização 5
Tipos de poluentes;
Concentrações limites;
Fontes emissoras;
Riscos (inflamibilidade, reatividade, toxicidade...);
Amostragem;
Análise;
Tratamentos!
Monitoramento
Resposta
Contextualização 6
• Pesticidas:(DDT, Aldrin, Clordano, Dieldrin, Endrin,
Heptacloro, Mirex , Toxafeno)
• Produtos industriais
• Bifenilas policloradas (PCB’s): 209 formas possíveis
• Hexaclorobenzeno: emitido durante a incineração
de materiais contendo cloro
• Subprodutos de vários tipos de manufaturas ou
processos de combustão
Introdução 7
Tratamentos Limitações e
desvantagens Alternativas
Processos Oxidativos Avançados
Minimizar o volume e a toxicidade dos efluentes
industriais
Introdução 8
Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014
Introdução
Processos Oxidativos Avançados
“São processos que se baseiam na geração de radicais livres,
principalmente radical hidroxil (∙OH), que possuem alto poder oxidatante e
podem promover a degradação de vários poluentes de forma eficiente.”
Por que utilizar POA’s?
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Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014
Introdução
Processos Oxidativos Avançados
• Mineralização dos poluentes;
• Usado com compostos refratários;
• Tratamento in situ;
• Consomem menos energia menor custo;
• Tendem a melhorar a qualidade organoléptica
da água;
• Não formam subprodutos;
• Não são seletivos
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Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014Teixeira, C.,P.,A.,B; Jardim, W. F.; Caderno Temático Volume 3; UNICAMP; 2004.Araújo, K., S., et al; PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS: FUNDAMENTOS E APLICAÇÕES NO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS E EFLUENTES INDUSTRIAIS, V Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental, Belo Horizonte, 2014.
Classes
HomogêneoNão são utilizados catalisadores
sólidos
Heterogêneo São utilizados catalisadores
sólidos
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Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014
Classe 12
Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014
O processo de ozonização caracteriza pela formação do radical hidroxil.
Que pode ser das seguintes formas : indireta, direta, pH alcalino, reaçãode ozônio mais peroxido de hidrogênio com ou sem adição de UV.
Esse processo consiste em ataque seletivo de quebras de duplasligações e compostos aromáticos.
A utilização dessas variadas formas dependerá do tipo de produto a serdegradado.
Homogêneo: Ozonização13
Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014
Homogêneo: Ozonização -Reações
Ozonização indireta:
1. O3 + OH- → O2- + HO2∙ O3 + HO2∙ → 2O2 + ∙OH
2. O3 + H2O + hv → H2O2 + O2; H2O2 + hv → 2HO∙
3. O3 + HO- → O2- + HO2∙ O3 + HO2∙ → 2O2 + HO∙
Ozonização direta :
1. O3 + R2C = CR2 → RCHO
2. O3 + CN- → CNO- + O2
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Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014
Qual reação favorece melhor a formação do
Radical Hidroxil?
Mesmo não sendo seletiva conforme a forma
direta, a forma indireta é mais eficiente, pois o
potencial de oxidação do radical hidroxil (E0 =
+2,77 V) é mais elevado que o do ozônio
molecular (E0 = +2,07 V).
Homogêneo: Ozonização - Reações 15
Araújo, K., S., et al; PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS: FUNDAMENTOS E
APLICAÇÕES NO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS E EFLUENTES INDUSTRIAIS, V
Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental, Belo Horizonte, 2014.
Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014
Forma radical Hidroxil, através da reação redox de H2O2, catalisada por Fe²+.
O íon Ferroso age como catalisador da reação.
Forma direta: oxida ou reduzir a matéria orgânica.
Forma indireta: formação do radical Hidroxil.
Ocorre a temperatura e pressão ambientes.
pH tem que estar menor que 4, para evitar a precipitação de Fe(OH)2, e é nessa faixa
que observou maior eficiência no processo.
Pode haver formação de complexos entre Fe2+ e espécies do meio, bem como
competição entre radical ∙OH e o Fe2+.
16Homogêneo: Fenton
Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014
Formação do radical hidroxil:
H2O2 + Fe2+ → OH- + ∙OH + Fe³+
Forma direta:
Fe²+ + Cl-RH → Fe³+ + Cl- + RH
Fe³+ + R → Fe²+ + R+
Forma indireta:
∙OH + R → Fe²+ + R+
Homogêneo: Fenton-Reações 17
Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014
Homogêneo: Fenton 18
Efluente papeleiro;
Efluente Têxtil;
Efluente farmacêutico;
Pesticidas;
Efluente queijeiro;
Efluentes industriais Processo oxidativo + biológico
Utilização 19
Almeida, E.; Assalim, R., M.; Rosa, M;tratamento de efluentes industriais por processo oxidativos na presença de ozônio, Quim. Nova, Vol. 27, No. 5, 818-824, 2004.
Efluente farmacêutico 20
Almeida, E.; Assalim, R., M.; Rosa, M;tratamento de efluentes industriais por
processo oxidativos na presença de ozônio, Quim. Nova, Vol. 27, No. 5, 818-824,
2004.
Devido a composição variada dos produtos farmacêuticos, gera uma
certa complexidade em diminuir seus efeitos nocivos nos efluentes.
Antibióticos são produtos farmacêuticos que não são removidos por
tratamento biológicos.
A ozonização diminui os compostos refratários, eficiente em pH alcalino.
Efluente farmacêutico 21
Almeida, E.; Assalim, R., M.; Rosa, M;tratamento de efluentes industriais por
processo oxidativos na presença de ozônio, Quim. Nova, Vol. 27, No. 5, 818-824,
2004.
Efluente Têxtil 22
Almeida, E.; Assalim, R., M.; Rosa, M;tratamento de efluentes industriais por
processo oxidativos na presença de ozônio, Quim. Nova, Vol. 27, No. 5, 818-824,
2004.
Ozonização promove a descoloração, através da clivagem das ligações duplas.
As moléculas perdem a capacidade de absorver luz no visível.
pH não influenciou siguinificamente na degradação dos produtos têxtil pela ozonização.
Fenton mostrou mais eficaz na descoloração em relação a ozonização.
Efluente Têxtil 23
Almeida, E.; Assalim, R., M.; Rosa, M;tratamento de efluentes industriais por
processo oxidativos na presença de ozônio, Quim. Nova, Vol. 27, No. 5, 818-824,
2004.
Homogêneo: Foto-Fenton 24
Fe(II)/Fe(III)/H2O2 + UV/visível
Pesticidas
Herbicidas Fenóis
Hidrocarbonetos
halogenados
• Fe2+ + H2O Fe3++ H+ + °OH
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TiO2 + hu e- + h+
h+ + H2O HO. + H+
h+ + HO- HO.
Heterogêneo: TiO2
Baixo custo
Resistência à fotocorrosão
Insolubilidade em água
Estabilidade química numa ampla faixa de pH
Possibilidade de ativação por luz solar
Araújo, K., S., et al; PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS: FUNDAMENTOS E APLICAÇÕES NO TRATAMENTO DE
ÁGUAS RESIDUAIS E EFLUENTES INDUSTRIAIS, V Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental, Belo Horizonte, 2014.
Literatura 26
Literatura 27
Conclusão
Os processos oxidativos avançados são alternativas para tratamentos de
substâncias que integram a poluição no meio ambiente, gerado
principalmente pelas industrias. Existem várias formas de realizar esse
processo, cada um é utilizado conforme a forma e o tipo de substância
de um determinado poluidor.
A ozonização em específico é capaz de promover a descoloração,
remoção de compostos refratários, e aumentar a biodegradabilidade dos
efluentes.
28
Existe a necessidade de integração entre sistemas diferentes, para
promover a eficiência na degradação dos poluentes.
De acordo com a literatura, ainda é necessário desenvolver tecnologia
para que a ozonização diminui a taxa de mineralização dos efluentes,
sendo assim obtendo a máxima eficiência em seu processo.
POA’s são campos a serem explorados industrialmente e
academicamente.
Conclusão 29
30