Processos Oxidativos Avançados (POA s)

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Osvaldo Alcântara Bergler
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1 Processos Oxidativos Avançados (POA s) Nomes: Arthur Barra Pâmmella Ribeiro Professor: Dr. Rafael Arromba de Sousa

2 Sumário 2 Contextualização; Introdução; Classes; Literatura; Conclusões; Referências.

3 Contextualização 3

4 Contextualização 4 Crescimento populacional Revolução industrial Qualidade de vida Custo

5 Contextualização 5 Conscientização Intervenção política PRONAR

6 Contextualização 6 Tipos de poluentes; Concentrações limites; Fontes emissoras; Riscos (inflamibilidade, reatividade, toxicidade...); Monitoramento Amostragem; Análise; Resposta Tratamentos!

7 Introdução 7 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

8 Introdução 8 Tratamentos Limitações e desvantagens Alternativas Processos Oxidativos Avançados Minimizar o volume e a toxicidade dos efluentes industriais Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014

9 Introdução 9 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? Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014

Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014 Teixeira, C.,P.,A.,B; Jardim, W. F.; Caderno Temático Volume 3; UNICAMP; 2004. Araújo, K., S.

10 Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014 Teixeira, C.,P.,A.,B; Jardim, W. F.; Caderno Temático Volume 3; UNICAMP; 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, Introdução 10 Mineralização dos poluentes; Usado com compostos refratários; Tratamento in situ; Processos Oxidativos Avançados Consomem menos energia menor custo; Tendem a melhorar a qualidade organoléptica da água; Não formam subprodutos; Não são seletivos

11 Classes 11 Homogêneo Não são utilizados catalisadores sólidos Heterogêneo São utilizados catalisadores sólidos Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014

12 Classe 12 Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014

13 Homogêneo: Ozonização 13 O processo de ozonização caracteriza pela formação do radical hidroxil. Que pode ser das seguintes formas : indireta, direta, ph alcalino, reação de ozônio mais peroxido de hidrogênio com ou sem adição de UV. Esse processo consiste em ataque seletivo de quebras de duplas ligações e compostos aromáticos. A utilização dessas variadas formas dependerá do tipo de produto a ser degradado. Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014

14 Homogêneo: Ozonização -Reações 14 Ozonização indireta: 1. O3 + OH- O2- + HO2 O3 + HO2 2O2 + OH 2. O 3 + H 2 O + hv H 2 O 2 + O 2 ; H2O2 + hv 2HO 3. O 3 + HO - O 2- + HO 2 O 3 + HO 2 2O 2 + HO Ozonização direta : 1. O3 + R2C = CR2 RCHO 2. O3 + CN- CNO- + O2 Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014

15 Homogêneo: Ozonização - Reações 15 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 (E 0 = +2,77 V) é mais elevado que o do ozônio molecular (E0 = +2,07 V). Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014 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.

16 Homogêneo: Fenton 16 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 Fe 2+ e espécies do meio, bem como competição entre radical OH e o Fe 2+. Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014

17 Homogêneo: Fenton-Reações 17 Formação do radical hidroxil: H 2 O 2 + Fe 2 + OH - + OH + Fe³ + Forma direta: Fe² + + Cl-RH Fe³ + + Cl - + RH Fe³ + + R Fe² + + R + Forma indireta: OH + R Fe² + + R + Fioreze, M.; Dos Santos, E., P.; Schmachtenberg, N.; REGET, 18, 79, 2014

18 Homogêneo: Fenton 18

19 Utilização 19 Efluente papeleiro; Efluente Têxtil; Efluente farmacêutico; Pesticidas; Efluente queijeiro; Efluentes industriais Processo oxidativo + biológico Almeida, E.; Assalim, R., M.; Rosa, M;tratamento de efluentes industriais por processo oxidativos na presença de ozônio, Quim. Nova, Vol. 27, No. 5, , 2004.

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, , Efluente farmacêutico 20

21 Efluente farmacêutico 21 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. Almeida, E.; Assalim, R., M.; Rosa, M;tratamento de efluentes industriais por processo oxidativos na presença de ozônio, Quim. Nova, Vol. 27, No. 5, , 2004.

22 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, , 2004.

23 Efluente Têxtil 23 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. Almeida, E.; Assalim, R., M.; Rosa, M;tratamento de efluentes industriais por processo oxidativos na presença de ozônio, Quim. Nova, Vol. 27, No. 5, , 2004.

24 Homogêneo: Foto-Fenton 24 Fe(II)/Fe(III)/H 2 O 2 + UV/visível Pesticidas Herbicidas Fenóis Hidrocarbonetos halogenados Fe 2+ + H2O Fe 3+ + H + + OH

de ativação por luz solar Araújo, K., S.

25 Heterogêneo: TiO 2 25 Baixo custo TiO 2 + hu e - + h + h + + H 2 O HO. + H + h + + HO - HO. 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.

26 Literatura 26

27 Literatura 27

28 Conclusão 28 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.

29 Conclusão 29 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.

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