Aplicação de Processos Oxidativos Avançados em Efluentes de Gemas

1 CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL Aplicação de Processos Oxidativos Avançados em Efluentes de Gemas Ricardo Zelinski Lajeado, Novembro de 2014

2 Ricardo Zelinski Aplicação de Processos Oxidativos Avançados em Efluentes de Gemas Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas do Centro Universitário UNIVATES, como parte dos requisitos para a obtenção do título de bacharel em Engenharia Ambiental. ORIENTADOR: Prof a. Dr a. Simone Stülp Lajeado, novembro de 2014

3 Ricardo Zelinski Aplicação de Processos Oxidativos Avançados em Efluentes de Gemas A Banca examinadora abaixo aprova a Monografia apresentada na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso II, na linha de formação específica em Engenharia Ambiental, do Centro Universitário UNIVATES, como parte da exigência para a obtenção do grau em Bacharel em Engenharia Ambiental: Prof a. Dr a. Simone Stülp orientador Centro Universitário UNIVATES Prof a. Dr a. Lucélia Haohne Centro Universitário UNIVATES Prof. Dr. Eduardo Miranda Ethur Centro Universitário UNIVATES Lajeado, Novembro de 2014

4 AGRADECIMENTOS Agradeço meus pais Luís e Leda, que sempre estiveram nessa jornada, com apoio nas horas mais difíceis e orientando nesta caminhada com humildade para realizar o meus objetivos por mais distantes que pareciam estar. A minha namorada, Fabiele por ter percorrido este caminho tão cheio de pedras comigo, ajudando-me a percorrer com apoio, dedicação e amor nestes anos todos. A minha orientadora Drª. Simone Stülp, pela oportunidade de estudo e sua orientação. A bolsista de iniciação científica Verônica Machado do Núcleo Eletroquímica e Materiais Poliméricos, pelas suas instruções nas realizações das análises. A todas as pessoas que acreditaram e proferiram palavras de apoio nesta caminhada.

5 O único lugar que sucesso vem antes de trabalho, é no dicionário! Autor desconhecido

6 RESUMO Uma das grandes responsáveis por danos ambientais é a contaminação por efluentes industriais, ocasionando impactos principalmente nos recurso hídricos e na cadeia trófica. Estes impactos são relacionados principalmente por tratamentos ineficientes e gestão inadequada das empresas. As indústrias de beneficiamento gemas geram efluentes complexos, provenientes nos processos de tingimentos e lavagem das ágatas, estes processos são usados corantes orgânicos, inorgânicos e íons metálicos que dificultam o sucesso dos tratamentos convencionais. Por esta dificuldade o presente trabalho instiga em avaliar uma técnica de processo oxidativo avançado UV/H 2 O 2 no tratamento de efluentes de tingimento de gemas, realizando a degradação da matéria orgânica. Para a avaliação foram submetidos dois reatores fotoquímicos distintos utilizando efluente real, um com otimizações propostas por um estudo realizado por Loch (2013), e o segundo reator utilizado pelo Núcleo de Eletofotoquímica e Materiais Políméricos (NEMP). O efluente foi submetido à exposição de uma lâmpada de vapor de mercúrio de 400 W com uma vazão controlada em luxo ascendente passando no interior tonando-se parcialmente degradado. As avaliações dos processos foram na comparação no décimo segundo reciclo, onde foram comparados os resultados de Nitrogênio Total, Condutividade, ph, Carbono Orgânico Total e turbidez. O desempenho dos reatores no décimo segundo reciclo foi semelhante onde o reator da NEMP atingiu uma redução de 42,01% na redução de Carbono Orgânico Total (COT) e reator proposto por Loch (2013) obteve 41,14% no mesmo parâmetro analisado, após passagem por carvão ativado o reator da NEMP apresentou uma redução de 83,09% e reator de Lock (2013) atingiu 66,69% em COT. Os ensaios de biotoxicidade aguda na avaliação da fotodegradação do efluente utilizando sementes alface Lactuca sativa L. foram avaliados no décimo segundo reciclo e após a filtração por carvão ativado em ambas as células observadas apresentaram redução da toxicidade. Palavras chave: Ágatas, Oxidativo Avançado, Efluente Industrial.

7 ABSTRACT One of the great responsible for environmental damage is contamination by industrial effluents, causing impacts mainly on water resources and the food chain. These impacts are related mostly ineffective treatments and inadequate management of companies. The beneficiation gems industries generate complex effluents from the dyeing and washing processes of agates, these processes are used organic dyes, inorganic and metal ions that hinder the success of conventional treatments. For this difficulty this work instigates in evaluating a advanced oxidation process technique UV / H2O2 treatment of dyeing wastewater gems, performing the degradation of organic matter. For the evaluation underwent two distinct photochemical reactor using real effluent, with optimizations proposed by a study by Loch (2013), and the second reactor used by photochemical Eleto Center and polymeric materials (NEMP). The effluent was subjected to exposure of a 400 W mercury vapor lamp with a controlled flow in ascending luxury passing inside tonando partially degraded. The reviews of these cases were compared in the twelfth recycle, where the results of Total Nitrogen were compared, Conductivity, ph, total organic carbon and turbidity. The performance of the twelfth recycle reactor was similar NEMP where the reactor achieved a reduction of 42.01% reduction in total organic carbon (TOC) and Loch proposed by ballast (2013) obtained analyzed 41.14% for the same parameter, after passing through the activated carbon reactor NEMP decreased by 83.09% and Lock reactor (2013) reached 66.69% in TOC. The acute biotoxicity tests in the evaluation of photodegradation of effluent using seeds Lactuca sativa L. lettuce were evaluated in the twelfth recycle and after filtration by activated carbon in both the observed cells showed reduced toxicity. Keywords: Agate, Advanced Oxidative industrial effluent.

8 LISTA DE ILUSTRAÇÕES LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Sistema representativo do reator fotoquímico proposto...32 Figura 2 - Sistema representativo do reator fotoquímico atual...33 Figura 3 - Filtração por carvão ativado...38 Figura 5 - Demonstrativo da decima segunda passagem e após submetidos a filtração com carvão ativado...42 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - Desempenho do ph em relação à vazão e número de tratamentos...36 Gráfico 2 - Desempenho da redução da turbidez em relação a vazão...37 Gráfico 3 - Demonstrativo da redução do Carbono Orgânico Total...39 Gráfico 4 - Demonstrativo da redução de Nitrogênio Total...40 Gráfico 5 - Demonstrativo na redução da turbidez...41 Gráfico 6 - Representação do desempenho frente à condutividade elétrica...43 Gráfico 7 - Desempenho dos reatores frente à avaliação do ph...44

9 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Tingimento de ágatas com corantes orgânicos...18 Tabela 2 - Tingimento de ágatas com corantes inorgânicos...19 Tabela 3 - Valores de potencial de alguns oxidantes em Volts...22 Tabela 4 - Caracterização do efluente bruto...30 Tabela 5 - Demonstrativo dos resultados obtidos pela toxicidade do efluente bruto...46 Tabela 6 - Resultados da toxicidade do efluente tratado no décimo segundo reciclo no reator proposto por Loch (2013), e após a filtração por carvão ativado...47 Tabela 7 - Resultados da toxicidade do efluente tratado no décimo segundo reciclo no reator da NEMP e após a filtração por carvão ativado...48

10 LISTA DE ABREVIATURAS OH Radical Hidroxila µ Micro C Grau Celsius cm Centímetro CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente CONSEMA Conselho Estadual do Meio Ambiente COT Carbono Orgânico Total DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio DNPM Departamento Nacional de Produção Mineral DQO Demanda Química de Oxigênio Fe Ferro H + Hidrogênio H 2 O Água H 2 O 2 Peróxido de Hidrogênio IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGM Instituto Brasileiro de Gemas e Metais Precioso MIDC Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior NEMP - Núcleo de Eletroquímica e Matérias Poliméricos NTU - Unidade nefelométrica de turbidez mm Milímetro NT Nitrogênio Total O 2 Oxigênio

11 O 3 Ozônio OH - Hidróxido ph Potencial Hidrogeniônico POA's Processos Oxidativos Avançados TiO 2 Dióxido de Titânio UV Ultravioleta W Watt

12 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO...14 2 OBJETIVOS...16 2.1 Objetivo geral...16 2.2 Objetivos específicos...16 3 REFERENCIAL TEÓRICO...17 3.1 Distribuições das gemas...17 3.2 Tingimento de gemas e problemática ambiental...18 3.3 Tratamentos convencionais...20 3.4 Processos oxidativos avançados...21 3.4.1 Peróxido de hidrogênio H 2 O 2...22 3.4.2 Peróxido de hidrogênio e radiação ultravioleta H 2 O 2 /UV...22 3.4.3 Reação de Fenton H 2 O 2 / Fe 2+...23 3.4.4 Foto-Fenton H 2 O 2 /Fe 2+ /UV...24 3.4.5 Ozônio e radiação ultravioleta O 3 /UV...24 3.4.6 Dióxido de titânio TiO 2...25 4 ASPECTOS LEGAIS...26 5 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS...28 5.1 Equipamentos e materiais...29 5.2 Caracterização do efluente...29 5.3 Processo oxidativo avançado UV/ H 2 O 2...30 5.4 Bioensaios de toxicidade aguda...34

13 6 RESULTADOS E DISCUSSÕES...35 6.1 Processos Oxidativos Avançados (POA's)...35 6.2 Bioensaios de Toxicidade aguda...46 7 CONCLUSÃO...50 REFERÊNCIAS...51

14 1 INTRODUÇÃO O Brasil contém as maiores reservas de água doce planeta, sendo um insumo essencial na maioria dos processos industriais, apesar disto a maioria da população e as zonas industriais não se localizam nestas áreas. Segundo Mancuso e Santos (2003), 80% deste recurso disponível está localizado na Região Amazônica e o restante está localizado nas outras localidades do país a onde se concentram 95% da população brasileira. Com o advento do avanço econômico, aquisição de novos padrões de consumo e a necessidade de desenvolver produtos e serviços que atendam a demanda deste viés imposto pela sociedade atual, se faz necessário à utilização de tecnologias que impactem em menor grau no meio ambiente na produção e tratamento dos resíduos gerados nos processos produtivos. O setor industrial tem imensa responsabilidade e dinâmica para obter resultados positivos em inovação de produtos com fabricação mais limpa, com menor geração de efluentes, resíduos sólidos, e utilização de matérias-primas renováveis tendo em vista a redução na utilização dos recursos naturais. O comprometimento das águas tem ocorrido devido principalmente ao intenso desenvolvimento industrial das ultimas décadas. Para Magossi e Bonacella (2008), o lançamento industrial sem seu devido tratamento despejam cargas poluidoras nos mananciais utilizados pelas populações destas regiões. A contaminação dos mananciais por efluentes industriais podem persistir por longos períodos de tempo são de difícil remediação (MAGOSSI e BONACELLA, 2008).

15 O estado do Rio Grande do Sul ostenta uma produção de beneficiamento de gemas reconhecida mundialmente por sua qualidade e abundancia em seu território (DNPM, 1998). Para o beneficamente de gemas há uma grande quantidade de água para o seu processo de tingimentos e lavagem das mesmas. Estes processos utilizam de insumos químicos que modificam a cor, ph, turbidez, sólidos suspensos, condutividade e metais que podem alterar as características naturais da água (SENGER et al., 2005). A gema mais utilizada para o processo de tingimento é o geodo de ágata. Estes processos podem ocasionar impactos ambientais nos recursos hídricos se descartados equivocadamente elevando a toxicidade ao homem e o ambiente (SENGER et al., 2005). Para Salgado (2008), os processos oxidativos avançados (POA's) vem sendo uma alternativa para o tratamento de efluentes industriais. Os (POA's) são importantes no tratamento de efluentes, pois não há formação de lodo e transferência de fase dos poluentes, gerando como produtos finais, gás carbônico, água, íons inorgânicos e subprodutos menos tóxicos. Estes processos podem, ainda, ser utilizados para a degradação de compostos orgânicos em fase aquosa (MOLINARI et al., 2002). Segundo Stasinakis (2008), os processos oxidativos avançados são eficazes na destruição dos poluentes por que o radical hidroxila é altamente reativo e agem de forma não seletiva na degradação dos contaminantes. Cabe destacar que este projeto tem a sua problemática ambiental relacionada ao tratamento de efluentes contendo íons metálicos e corantes orgânicos oriundos do beneficiamento de gemas que representam elevada carga orgânica e de cor causando danos ambientais. O presente trabalho é uma continuação do trabalho desenvolvido por Loch (2013), sendo que o mesmo propôs melhorias hidrodinâmicas, em comparação ao reator já utilizado pelo Núcleo de Eletrofotoquímica e Materiais Poliméricos (NEMP). Os dois reatores serão submetidos à avaliação de desempenho com o uso de efluente real cedido pela empresa Pedras Oriente do município de Teutônia no estado do Rio Grande do Sul.

16 2 OBJETIVO 2.1 Objetivo Geral Avaliar a eficiência do tratamento de efluentes provenientes do beneficiamento de gemas, avaliando dois reatores distintos envolvendo a técnica de Processos Oxidativos Avançados. 2.2 Objetivos específicos Realizar ensaios de degradação de efluentes de tingimento de gemas por meio de aplicação de Processos Oxidativos Avançados; Avaliar a eficiência da degradação e a toxicidade dos efluentes estudados antes e após a aplicação da técnica, usando métodos analíticos do Standard Methods. Comparar a eficiência do reator fotoquímico do NEMP, com e sem as modificações propostas por Loch (2013) usando efluente real.

17 3 REFERENCIAL TEÓRICO 3.1 Distribuições das gemas Em termos mundiais o Brasil destaca-se pela sua extensa variedade de gemas em seu território, os principais depósitos de ágatas e ametista ocorrem nos estados do Rio Grande do Sul, Minas Gerais, Bahia e Espirito Santo. O país produz 33% de todas as gemas comercializadas no mundo (MIDC e IBGM, 2005; IGBM e DNPM, 2009). O Rio Grande do Sul possui seus depósitos de ametistas e ágatas estão hospedadas nos derrames geológicos da Bacia do Paraná que representam as mais importantes gemas extraídas (MIDC e IBGM, 2005; IGBM e DNPM, 2009). O estado é maior produtor mundial de ágatas e ametistas com uma produção estimada em (400 t /mês) sendo um mineral estratégico nas economias dos municípios (HORTMANN, 2010). Para Branco (2002), as regiões que mais produzem ametistas concentram-se nas regiões próximas a fronteira com Santa Catarina e médio e alto Uruguai. As regiões que possuem maiores concentrações de ágatas estão na região mais central do estado como (Soledade, Salto do Jacuí e Lajeado). A exploração destes minerais possui influencia socioeconômica destes municípios como destaca Branco (2002). Soledade é o principal centro de exportação, beneficiamento e comercialização do estado, onde quatro das maiores empresas daquele município pertence a este modelo de atividade. Os processos de beneficiamento ocorrem nas empresas de pequeno, grande porte, compreendem atividades como corte, lapidação, tingimento, martelamento e processos artesanais que geram grandes quantidades de efluentes.

18 3.2 Tingimentos das gemas e problemática ambiental A manufatura das gemas requer várias etapas, sendo uma das etapas mais importantes para o beneficiamento e agregação de valor é a utilização de tingimento das ágatas. Mais de 90% dos geodos são submetidos ao tingimento para aumentar o valor de mercado (CARISSIMI et al., 2000). Para que ocorra o tingimento das ágatas, elas são imersas em soluções que contem compostos como sacarose ou íons metálicos, ocorrendo à impregnação dos poros das gemas, este processo fixa os compostos, e ao final são submetidas ao tratamento térmico (SILVA et al., 2007). O processo tingimento de ágatas pode levar dias para obter a coloração desejada, para tal se faz necessária a utilização de corantes metálicos. Para a obtenção de coloração vermelha utilizam-se óxido de ferro e tratamento térmico, na coloração preto adiciona-se ácido sulfúrico e sacarose, na coloração verde utilizam-se sais de cromo, na cor azul adiciona-se sulfato de ferro e ferrocianeto de potássio, (IBGM e DNPM, 2009). No emprego de corantes orgânicos desatacam-se Rodomina B, cristal violeta e verde brilhante (DAMBROS, 2008). Estes processos frequentemente utilizados pelas indústrias de beneficiamento fazem o uso de corantes orgânicos e soluções alcoólicas que estão descritos na Tabela 1. Tabela 1 - Tingimento de ágatas com corantes orgânicos Corantes Orgânicos Cor Processo Vermelho Imersão em Rodamina B alcoólica e mistura de corantes Laranjas. Roxo Imersão Cristal Violeta e álcool. Verde Imersão de Verde Brilhante e álcool. Rosa Imersão em Rodamina-B alcoólica. Fonte: Adaptado de Silva et al, 2007. Os processos de beneficiamente com corantes inorgânicos estão descrito na Tabela 2.

19 Tabela 2 - Tingimento de ágatas com corantes inorgânicos Corantes Inorgânicos Cor Processo Vermelho Imersão em perclorato de ferro, ácido nítrico e limalha de ferro. Preto Imersão em ácido sulfúrico fervente e calda de açúcar. Verde Imersão em cloreto de amônio e ácido crômico. Azul Imersão em ácido sulfúrico e ferricianeto. Fonte: Adaptado de Silva et al, 2007. O tingimento de gemas é o processo de maior dano ambiental, por ser necessária a utilização de elevadas quantidades de água potável para a lavagem dos geodos. A cada 20 kg de gemas beneficiadas geram cerca de 100 litros de efluentes (DAMBOS, 2008). No beneficiamento ocorre a geração dos poluentes que podem alterar significativamente o corpo receptor, com alteração de turbidez, ph, contaminação por metais pesados, aumentar dos níveis de sólidos suspensos e a modificação da condutividade (SILVA et al., 2007). O efluente gerado por estas indústrias apresenta características em função da presença de surfactantes, sulfatos, compostos nitrogenados, demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), dureza elevada, sólidos sedimentáveis, íons metálicos coloridos e corantes e acarretam impacto ambiental sem seu devido tratamento (SENGER, 2005). De acordo com Salgado (2009), os tratamentos de efluentes convencionais (coagulação/floculação, precipitação, carvão ativado e tratamento biológicos), não conseguem remover os poluentes tóxicos presentes. Ambientes altamente contaminados podem causar efeitos danosos à saúde como efeitos tóxicos ou mutagênicos sobre a cadeia de seres vivos, influenciando no surgimento de complicações cardiovasculares e má formação congênita (GROVER et al., 1999).

20 3.3 Tratamentos Convencionais Os processos tradicionais têm por objetivo redução de toxicidade e clarificar o efluente. Corantes descartados de forma equivocada nos corpos receptores causam efeitos danosos, portanto se faz necessário o tratamento destas águas residuais por meios biológicos ou físico-químicos. De acordo com Kunz (2002) os métodos mais utilizados no tratamento de efluentes nas indústrias têxteis são parecidos com os da indústria de beneficiamento e lavagens de gemas como: coagulação/floculação, decantação, adsorção em carvão e utilização e processos com lodos ativados. As substâncias são separadas da fase líquida e sólida, não causam a destruição do poluente e ainda necessitam de lugar adequado para sua disposição. Os tratamentos baseados em coagulação/floculação e decantação apresentam baixa capacidade de remoção de cor, eficientes somente para a remoção de sólidos suspensos e coloides em suspenção, redução de turbidez, óleos e graxas, metais pesados, como tratamento complementar adiciona-se carvão ativado para a remoção de cor, onerando os custos com insumos e a disposição do lodo (KAMMRADT, 2004). Processos biológicos são eficientes na remoção de compostos coloridos, mas existe a sensibilidade de choque de carga ocorrendo a inativação ou perda da eficiência, e a geração do lodo dificulta a disposição final do mesmo na agricultura por apresentar metais pesados (KAMMRADT, 2004). Uma alternativa de alto custo para a remoção de cor é a utilização de meios físicos avançados como a utilização de membranas, onde separam os poluentes e resultam em um efluente de alta qualidade para o descarte, em contra partida necessitam de retro lavagem resultando em um permeado extremamente contaminado requerendo novos tratamentos ou evaporação a vácuo (AL-DEGS et al., 2000). Com o foco ambiental mais evidenciado em sustentabilidade, se faz necessário à busca de tratamentos que maximizem a degradação de poluentes evitando a formação de subprodutos, com menor toxicidade, tratabilidade e a minimização da geração de lodos para serem dispostos em aterros industriais. Os POA's demonstram um grande potencial para a mineralização de componentes tóxicos, uma vez que destroem as moléculas orgânicas e os poluentes, ao invés de

21 simplesmente removê-las para outra fase (SALGADO, 2008). Por este motivo é uma alternativa viável para o tratamento de efluentes, oriundo de processos de beneficiamento de gemas. 3.4 Processos Oxidativos Avançados Os POA's apresentam características que os tornam uma tecnologia considerada limpa por não gerar lodo ou transferência de fase do poluente, obtêm-se no final do tratamento gás carbônico, água e subprodutos com menor poder toxicológico (RESENDE et al., 2010). A Equação 1. Demostra transformação de poluentes em produtos com menor toxicidade. Equação 1 - Representação da transformação genérica dos POA's com menor toxicologia. POA OH Poluentes CO 2 + H 2 O + íons inorgânicos (1) Para que os POA's possam produzir o radical livre reativo hidroxila ( OH) é necessário a utilização de oxidantes fortes, para a produção deste radical necessita-se a utilização de agente oxidante, como peróxido de hidrogênio, ozônio, radiação ultravioleta ou combinações como: H 2 O 2 /UV, H 2 O 2 /O 3, O 3 /H 2 O 2 /UV, O 3 /UV, H 2 O 2 /Fe 2+, H 2 O 2 /Fe 2+ /UV (TARR, 2003; TEIXERA et al, 2004; EPA, 1998). A meia vida do radical hidroxila é aproximadamente de 10 µs, são pouco seletivos e reagem rapidamente com a maioria dos compostos inorgânicos e orgânicos no meio aquoso (CARETTI; LUBELLO, 2003). A Tabela 3 apresenta valores de potencial redox de alguns oxidantes.

22 Tabela 3 - Valores de potencial de alguns oxidantes Oxidantes Potencial redox (V) Flúor 3,03 Radical Hidroxila 2,80 Ozônio 2,07 Peróxido de Hidrogênio 1,77 Permanganato de Potássio 1,67 Dióxido de Cloro 1,50 Fonte: Adaptado de Payatos, 2010. A tabela demostra o potencial oxirredução em ordem decrescente de alguns oxidantes (TEIXEIRA et al., 2004). 3.4.1 Peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) O peróxido de hidrogênio é um dos oxidantes com potencial de oxidação de 1,77 V, é a opção usada para a formação de radial hidroxila. Este insumo pode ser encontrado no mercado com concentrações de 25, 35 e 50% de oxigênio ativo e pode ser armazenado por longos períodos de tempo por sua perda de reatividade ser em torno de 1 a 2 % ao ano (KAMMRADT, 2004). 3.4.2 Peróxido de hidrogênio e radiação ultravioleta (H 2 O 2 /UV) O uso combinado destes oxidantes juntos tem sua eficiência elevada aumentando significativamente a produção de radical hidroxila, que atuam na oxidação da cor aparente e matéria orgânica (ROBINSON et al., 2001). A quebra da molécula do peróxido de hidrogênio por ação de radiação ultravioleta resulta em dois radicais hidroxila conforme Equação 2 (TEIXEIRA et al., 2004).

23 Equação 2 - Geração do radical hidroxila por quebra do peróxido de hidrogênio com ação de radiação ultravioleta. H 2 O 2 + UV 2 OH (2) Este sistema demonstra ações eficientes na degradação de compostos contendo corantes (MARMITT; PIROTTA; STÜLP, 2010), pesticidas (YOUN-JOO A, 2002) e compostos nitro aromáticos e surfactantes (EINSCHLAG et al., 2002), vinícolas ( LAFI et al., 2009), água ácida de refinaria de petróleo (COELHO et al., 2006) e águas residuais em fábricas de azeite (LUCAS et al., 2010). 3.4.3 Reação de Fenton (H 2 O 2 /Fe 2+ ) Para a degradação de compostos orgânicos e remediação de efluentes a reação de Fenton é considerada uma das técnicas mais promissoras que se enquadram nesse contexto (MACHULEK et al., 2007). Para Lange (2006), para a geração do radical hidroxila é utilizado o peróxido de hidrogênio, para tanto é necessário o uso de ativadores como ozônio, radiação ultravioleta e sais de ferro. De acordo com Chamarro (2001), uma solução de baixo custo do catalisador para decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio é a utilização de sulfato ferroso que é resíduo da indústria da produção de aço. A reação de Fenton é representada na Equação 3. Equação 3 - Geração do radical hidroxila com reação de Fenton. Fe 2+ + H 2 O 2 Fe 3+ + OH + OH - (3) Segundo Bidga (1995), o potencial da reação de Fenton no tratamento de efluentes possui eficiência na degradação de vários compostos. Ressaltou ainda que para que o processo ocorra com eficiência os parâmetros tais como o ph controlado, quantidade de peróxido hidrogênio e íon de ferroso devem estar adequados. A faixa de dosagem em relação peróxido de hidrogênio e sulfato ferroso é de 5:1 a 25:1 em massa, as taxas de temperaturas aumentam com a reação de Fenton, entretanto com temperaturas elevadas acima de 50 C podem ocorrer a decomposição do peróxido de hidrogênio, e a maioria das reações ocorrem em 20 a 40 C (ALVES, 2004). Para Nogueira (2007), o processo da reação de Fenton possui uma eficiência máxima na degradação dos poluentes em uma estreita faixa de ph entre (2,5 a 3,0), mas este processo

24 possui desvantagens, pois necessita de utilização de ácido e hidróxidos que geram lodo que devem ser dispostos em aterros industriais. A reação de Fenton pode ser ineficiente quando os valores de ph menores de 1, pois restringe a oxidação do ferro pelo peróxido de hidrogênio e ph maior que 4 pois íons de ferro se precipitam na forma de hidróxidos (KREMER, 2003; MORAES et al., 2004). 3.4.4 H 2 O 2 /Fe 2+ /UV (Foto-Fenton) A radiação ultravioleta adicionada ao processo de Fenton resulta no em Foto-Fenton é pode maximizar a produção do radical hidroxila e consequentemente redução dos poluentes (OPPENLÄNDER, 2003). Segundo Nogueira (2007), o melhor comprimento de onda nesse processo oxidativo avançado onde acontece a maior absorbância é entre 280 370 nm, melhores faixas de ph para as soluções é entre 2,5 e 3. A Equação 4 representa a formação de radical hidroxila com o processo avançado de Foto-Fenton. Equação 4 - Formação simplificada do radial hidroxila com Foto-Fenton. Fe 3+ + H 2 O 2 Fe (OH) 2 + H (4a) Fe (OH) 2 + UV Fe 2+ + OH (4b) O Foto-Fenton apresentou resultados satisfatórios em tratamento de efluentes industriais (Machado et al, 2004), e na degradação de herbicidas com o ácido 2,4 diclofenoxiacético (2,4 D) (PIGNATELLO, 1992). 3.4.5 Ozônio e radiação ultravioleta (O 3 /UV) A irradiação de luz ultravioleta com ozônio é eficiente, pois coexistem três processos de degradação, ozonização, fotólise e oxidação por radical hidroxila, são reações não seletivas e rápidas (MACHADO et al., 2004). A Equação 5 demonstra sistema simplificado de ozônio e radiação ultravioleta.

25 Equação 5 - Sistema simplificado do sistema ozônio e radiação ultravioleta. 3 O 3 + H 2 O + UV 2 OH + 4 O 2 (5) Compostos refratários são convertidos rapidamente a dióxido de carbono e água por uma simples ozonização. Estes compostos foram utilizados na degradação de cianeto (RAJESWHAR et al., 1997). 3.4.6 Dióxido de Titânio (TiO 2 ) Dióxido de titânio é o semicondutor mais usado nos processos fotocalíticos, por atuar como oxidante e redutor ao mesmo tempo aumentando a eficiência do processo (BUTH, 2009). As características mais relevantes do semicondutor para seu uso em processos oxidativos avançados são: foto estável, por apresentar estabilidade em amplas faixas de ph e não estar sujeito a corrosão, fotoativo tornando-se ativo por receber energia radiante, e biologicamente estável (GOUVÊA, 2000). Óxido metálico quando recebe irradiação promove um estado eletronicamente excitado, no qual um elétron da banda de valência vai para a banda de condução, gerando um par de elétrons de vacância tornando-se oxidante e formando o radical hidroxila com a oxidação da água tendo moléculas adsorvidas na superfície de semicondutor (ZIOLLI et al.,1998). Para Cervantes (2009), os aspectos que dificultam o uso do dióxido de titânio é a necessidade de varias etapas de filtragem para a remoção do catalisador, etapas que oneram os custos de tratabilidade como: filtragem por carvão ativado, zeólitas, quartzo e sílica.

26 4 ASPECTOS LEGAIS O Brasil tem como base legal e fonte de direito ambiental a Constituição Brasileira que ressalta em seu artigo 225 a preocupação de viver em um ambiente equilibrado e saudável. art. 225 Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder público e a coletividade e deve defendê-lo e preserva-lo para os presentes e futuras gerações. Segundo a Política Nacional do Meio Ambiente o art. 6 da Lei 6.938/81 ressalta as competências e administração do SISNAMA. art. 6 - Os órgãos e entidades da União, dos Estados, do Distrito Federal, dos Territórios e dos Municípios, bem como as fundações instituídas pelo Poder Público, responsáveis pela proteção e melhoria da qualidade ambiental, constituirão o Sistema Nacional do Meio Ambiente SISNAMA. Ao cumprimento desta referida Lei são integrantes do Conselho de Meio Ambiente, Instituto Chico Mendes, Ministério do Meio Ambiente e o CONAMA, além de entidades municipais órgãos como CONSEMA no estado do Rio Grande do Sul. Em âmbito nacional a Resolução CONAMA, 430/2011 tem por objetivos estabelecer padrões e condições de lançamento de efluentes. Esta resolução alterou consideravelmente a CONAMA, 357/2005. No estado do Rio Grande do Sul a Resolução CONSEMA 128/2006 fixa padrões de emissão de lançamento de efluentes, e a Resolução CONSEMA 129/2006 define critérios de

27 padrões de toxicidade de efluentes líquidos. O artigo 9 da Resolução CONSEMA 129/2006 descreve que os efluentes lançados pelas indústrias não devem conferir efeitos tóxicos crônicos ou agudos nos organismos testes, ao mínimo em três níveis tróficos 1 diferentes. 1 Nível trófico: Representa o os níveis de nutrição de um conjunto biótico (vegetais e animais), permitem o transporte de massa e energia num ecossistema (ODUM, 2008).

28 5 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS Neste capítulo, busca-se apresentar os reagentes e equipamentos utilizados na realização de experimentação de processos oxidativos avançados, visando maximização do estudo em questão, comparando a eficiência dos reatores fotoquímicos do NEMP e do reator proposto por Loch (2013). A realização dos testes e resultados foram obtidos com efluente real dos processos de tingimento e lavagem das ágatas. Cabe ressaltar que os resultados apresentados foram obtidos com a realização em triplicata, a fim de reduzir e minimizar erros e interpretação e leitura dos testes realizados. No primeiro momento foi necessária averiguação de qual vazão apresentaria o melhor desempenho na redução de ph e remoção de turbidez frente a vazões de 30 e 20 L/h, com a célula do NEMP, onde foi evidenciado que a vazão de 20 L/h apresentou melhor desempenho frente as variáveis analisadas. No segundo momento os reatores do NEMP e o proposto por Loch (2013) foram submetidos a doze reciclos do efluente pelo reator de foto oxidação, ambos efluentes tratados foram submetidos à filtração lenta por carvão ativado com 1 Litro de efluente em 500 ml de carvão ativado, avaliado os dos dados de controle e toxicidade antes e após filtração.

29 5.1 Equipamentos e materiais Foram utilizados os seguintes equipamentos. - phmetro 827 ph LAB - METROHM - Condutivímetro 856 CONDUCTIVITY MODULE - METROHM - Bomba de recirculação AWG 5000 ABS PROVITEC - Câmara para germinação com Fotoperíodo e Altern. -SL 225 SOLAB - Determinador de Carbono Total COT: (TOC -V CPH) SHIMADZU - Analisador de Nitrogênio Total através do detector TNM- 1 SHIMADZU - Turbidímetro DM-TU DIGIMED - Lâmpada vapor de Mercúrio (400 W) OSRAM - Mangueiras de silicone 3/8 5.2 Caracterização do efluente O efluente é proveniente da indústria de tingimento de pedras da empresa Pedras do Oriente, localizada no município de Teutônia no estado do Rio Grande do Sul. Os efluentes oriundos pós tingimento e lavagens destas peças beneficiadas como ágatas e ametistas, forma coletados por amostragem composta, onde o mesmo possuem altas cargas de matéria orgânica e presença de íons metálicos que apresentam toxicidade elevada. Neste presente estudo a caracterização do efluente bruto tem fundamental importância para obtenção dos parâmetros a serem analisados o rendimento do POA's. A caracterização do efluente, essencialmente orgânico composto por Cristal Violeta e Rodamina B, neste presente estudo foi realizado com medidas de ph, COT (carbono orgânico total), Nitrogênio Total (NT), Condutividade e Turbidez e analisados conforme a metodologia descrita no Standard Methods (2005), os resultados representados na Tabela 4.

30 Tabela 4 - Caracterização do efluente bruto Amostra COT NT ph Condutividade Turbidez (mg/l) (mg/l) (µs cm -1 ) (NTU) Bruto 4625 109,0 6,04 640,19 85,2 Fonte: O Autor Conforme dados apresentados na tabela 4, cabe ressaltar que os parâmetros estabelecidos estão fora dos padrões de lançamento conforme a Resolução CONAMA 430/2011, os valores de ph não podem ultrapassar valores de 5 a 9, pois é importante na manutenções do equilíbrio bioquímico dos seres vivos. O nitrogênio total deve permanecer até 20 mg/l, pois em excesso leva ao crescimento descontrolado das algas diminuindo a quantidade de oxigênio dissolvido na água (VON SPERLING, 2004). A condutividade elétrica está relacionada à quantidade de íons dissolvidos na água que apresentam partículas carregadas, mas não identifica quais são os íons presentes no meio (SARDINHA et al., 2008). A turbidez é considerada importante por ser um parâmetro operacional que representa medidas indiretas de coloides e sólidos em suspensão no efluente revelando a qualidade do efluente (SARDINHA et al., 2008). O COT é importante, pois revela a quantidade de matéria orgânica presente na amostra, pois o carbono é uma fonte de energia para bactérias e algas que podem proliferar em demasia tonando-se tóxico (VON SPERLING, 2004). 5.3 Processos Oxidativo Avançado UV/H 2 O 2 Este processo é amplamente utilizado pelas indústrias na degradação e tratamento de efluentes industriais contendo alta carga orgânica, sendo utilizado por apresentarem alto poder de oxidação. A avaliação da tratabilidade do efluente proveniente da indústria de tingimentos de gemas foi efetuada em reator de fotodegradação que compõem célula de degradação, com filamento de lâmpada de mercúrio de (400 W), bomba de recirculação e câmara de proteção da radiação ultravioleta. Conforme visualizado nas figuras 1 e 2.

31 Para maximizar a degradação da matéria orgânica composta no efluente foi suplementado com peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) 50 ml/l da marca FMAIA, concentração a 50% de oxigênio ativo e o sistema foi submetido a uma vazão de 20 litros/hora, sofrendo uma exposição à radiação ultravioleta de largo espectro, com uma potência de 400 W, utilizando o volume de 2 L por batelada, no reator NEMP, e 3 L ao reator proposto por Lock (2013), ambos submetidos a doze reciclos onde apresenta a melhor faixa de desempenho do sistema tendo como objetivo maximização da degradação da matéria orgânica. O efluente utilizado foi disponibilizado pela empresa Pedras do Oriente, e possui características descritas na Tabela 4, submetidas ao tratamento em dois modelos de reatores. Primeiro reator a ser avaliado a sua eficiência é a célula proposta por Loch (2013) onde o mesmo propôs otimizações hidrodinâmicas, que melhoram a mistura e diminuições de zonas mortas dentro do reator e acelerando a eficiência do POA. O reator proposto possui uma célula de vidro com diâmetro interno de 6 cm e camisa de quartzo de diâmetro externo de 2 mm, tendo um comprimento útil de 60 cm, onde a altura é igual a dez vezes o diâmetro, e possui a entrada do efluente em 45 e diâmetro de tubulação de 1,2 cm, conforme demonstrado na Figura 1 sistema representativo do reator fotoquímico.

32 Figura 1: Sistema representativo do reator fotoquímico do NEMP: 1 Câmara de proteção, 2 Bomba de recirculação, 3 Reator de fotodegradação, 3.1 Entrada do Efluente, 3.2 Saída do Efluente. Fonte: NEMP. (Núcleo de eletroquímica e matérias poliméricos). 3.2 3.1 O segundo reator submetido à avaliação para fins de comparação da eficiência de fotodegradação é o reator do NEMP onde possui entrada do efluente em 90, altura de 17 cm e largura de 6 cm, composta por uma camisa de quartzo de 2 mm e célula de vidro conforme demonstrado na Figura 2.

33 Figura 2: Sistema representativo do reator fotoquímico do NEMP: 1 Câmara de proteção, 2 Bomba de recirculação, 3 Reator de fotodegradação, 3.1 Filamento da lâmpada, 3.2 Saída do efluente, 3.3 Saída do efluente, 3.4 Célula de vidro, 3.5 Tubo de quartzo. Fonte: NEMP. (Núcleo de eletroquímica e matérias poliméricos). 3.1 3.5 3.2 3.4 3.3 Após realizado o processo oxidativo avançado o efluente tratado foi submetido à análise de toxicidade seguindo o método bioensaios de toxicidade aguda e segue o método no próximo item 5.4

34 5.4 Bioensaios de Toxicidade Aguda Os ensaios de toxicidade laboratorial têm por objetivo expor organismos teste à exposição do efluente antes e após o ensaio fotoquímico, utilizando condições controladas e específicas para os seus efeitos serem observados e analisados (MACHADO et al., 2010). O presente estudo utilizou ensaios de biotoxicidade na avaliação da fotodegradação do efluente oriundo do processo de tingimentos de gemas. Após a aplicação do processo oxidativo avançado na décima segunda passagem e após a filtração por carvão ativado, forma submetido à análise de toxicidade aguda com bioensaio com Lactuca sativa L. pois são encontradas com facilidade, apresentam resultados com rapidez de serem avaliados, sensíveis a agentes químicos, ao estresse ambiental, fotossintetizantes como as algas e efetivos comparados aos outros bioensaios (GARCIA, 2006; VALÉRIO et al., 2007). Foram colocadas 10 (dez) sementes de alface de forma distribuída em um placa de Petri com 100 mm de diâmetro, com papel filtro saturado com 4 ml das diluições realizadas submetidas a um período de 120 horas sem incidência de luz e temperatura controlada de 22 C. Para o controle negativo foi utilizado água deionizada, e controle positivo ácido bórico 5%, as amostras submetidas aos testes de efluente bruto e efluente tratado com suas respectivas diluições com 10, 20, 50 e 80% acrescentando solvente a solução amostra onde foi avaliado o estímulo resposta ao organismo avaliando o crescimento de caule e raiz em centímetros, desvio padrão e percentual de germinação das sementes.

35 6 RESULTADOS E DISCUSSÕES Neste capítulo serão apresentados os resultados dos experimentos propostos, representados por meios de gráficos e tabelas, obtidos após os ensaios laboratoriais e após a realização da degradação fotoquímica. Serão também abordados a comparação da eficiência fotoquímica entre os reatores do NEMP, com as otimizações apontadas por Loch (2013), avaliando eficácia na degradação do carbono orgânico total, nitrogênio total, ph, condutividade e turbidez. Levando em conta a porcentagem de remoção destes contaminantes e discutir as alterações dos indicadores avaliados em termos de toxicidade. 6.1 Processos Oxidativos Avançados (POA's) Para a avaliação da degradação fotoquímica foi necessária a análise de qual vazão teria melhor comportamento na degradação dos compostos, desta forma o reator fotoquímico do NEMP foi submetido ao tratamento doze vezes, cada reciclo de 10 minutos, com a vazões inicias de 20 L/h e 30 L/h a fim de visualizar a melhor condição de redução de ph e turbidez em função da vazão. O gráfico 1 demonstra os resultados obtidos da degradação fotoquímica com a avaliação do ph.

36 Gráfico -1 Desempenho do ph em relação à vazão e número de tratamentos. ph ph 8 6,58 7 6,04 6,26 6,01 5,86 6 5,53 5,41 6,04 6,15 6,4 5 5,75 5,33 4 5,01 4,73 3 ph 20 L/h 2 ph 30 L/h 1 0 0 2 4 6 8 10 12 Reciclos Fonte: O autor. Houve a redução do ph do efluente em ambas vazões avaliadas, o gráfico demostra que uma vazão de 20 L/h apresentou um redução de 27,69%, possuindo um eficiência 12,56% superior a vazão de 30 L/h no décimo segundo reciclo, o maior tempo de residência no interior da célula favorecendo maximização da formação dos radicais hidroxilas ( OH), no entanto a fotodegradação mineraliza compostos orgânicos liberando ânions e ácidos carbônicos durante o processo fotoquímico, resultantes da degradação da matéria orgânica. Este mecanismo é presente nos processos oxidativos avançados (PEREIRA et al., (2005). A célula do NEMP foi submetida a novas avaliações com diferentes vazões para determinar a melhor condição em redução da turbidez, assim como demonstrado no gráfico 2.

37 Gráfico 2- Desempenho da redução da turbidez em relação à vazão. NTU Turbidez 100 85,2 Turbidez 20 L/h 80 85,2 Turbidez 30 L/h 60 51,7 40,9 40 52,5 38,1 35,8 34,2 36,2 40,1 20 33,1 31 30,9 26,6 0 0 2 4 6 8 10 12 Reciclos Fonte: O Autor. Comforme a representação gráfica, a remoção da turbidez foi mais efetiva com a vazão de 20 L/h, apresentou uma redução de 68,78% possuindo superioridade de 26,51% em relação à vazão de 30 L/h no décimo segundo reciclo. Evidenciado que uma vazão mais lenta possui uma melhora significativa na transparência, revelando a capacidade de redução dos coloides em suspensão melhorando o aspecto visual do efluente testado. Depois de encontrada a vazão que mais se adequou ao sistema, foram realizados os ensaios comparando os dois reatores, ou seja, qual apresentou o melhor desempenho na degradação dos parâmetros ambientais avaliados. Após os testes realizados entre os reatores propostos envolvendo a técnica de processo oxidativo avançado foram submetidos a filtração com 1 Litro de efluente tratado em 500 ml de carvão, com algodão no bocal para não escapar carão ativado, conforme demostrado na figura 3 a fim de comparar os resultados obtidos pelos processos em questão.

38 Figura 3 Filtração por carvão ativado. Fonte: O autor. Algodão A figura 3 representa o sistema filtrante ao qual foi submetido ao efluente tratado pelo reator proposto por Loch (2013), e célula do NEMP, após decimo segundo reciclo, onde serão discutidos os dados de controle. Os reatores propostos apresentaram nos primeiros tratamentos uma melhora visual, havendo mudança na coloração do efluente, demonstrando a reatividade do processo fotoquímico (UV/H 2 O 2 ), assim revela o potencialização da degradação da matéria orgânica conforme representado pela pelo gráfico 3.

39 Gráfico 3. Demonstrativo da redução do Carbono Orgânico Total. mg/l 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Fonte: O autor. Carbono Orgânico Total 4625 4625 2722 2682 TOC (Loch 2013) TOC (NEMP) 906,6 453,3 Passagens Bruto 12 Carvão Ativado Analisando os resultados da degradação da matéria orgânica, houve uma redução de 41,14% de TOC no reator proposto por Loch (2013), e uma diminuição de 42,01% no reator do NEMP sendo uma variação entre os dois reatores de 1,46% na degradação da matéria orgânica no décimo segundo reciclo, demonstrando a mesma eficiência de remoção de TOC. Na passagem pelo sistema filtrante com carvão ativado após o décimo segundo reciclo houve uma redução no reator por Loch (2013) de 66,69%, e uma redução de 83,09% no reator da NEMP. Esta variação de 50% após a filtração com carvão ativado, pode ter ocorrido pela diferença de vazão entre os filtros, devido à acomodação realizada com algodão no bocal do filtro para não haver passagem com carvão ativado no filtrado. Em ambas as situações houve um incremento de carbono inorgânico por influência da vazão diferentes, o filtrado da NEMP apresentou 6,072 mg/l de carbono inorgânico, e o filtrado por Lock (2013), apresentou 3,904 mg/l, sendo uma diferença de 35,70% valores encontrados devido pequenas partículas de carvão arrastadas durante a filtração.

40 Também foi realizada análise de nitrogênio total onde foi encontrado os seguintes resultados onde provavelmente um dos reatores apresentou mais compostos recalcitrantes conforme representado no gráfico 4. Gráfico 4- Demonstrativo da redução de Nitrogênio Total. mg/l 120 109 109 Nitrogênio Total 100 81,05 80 NT (NEMP) 60 43,2 NT (Loch 2013) 40 20 4,88 11,6 0 Bruto 12 Carvão Ativado Passagens Fonte: O autor. Analisando os resultados da redução de nitrogênio total houve reduções em ambas as células propostas, obtendo-se os valores mais significativos em redução de NT após doze reciclos à célula do NEMP, com uma redução de 60,36%, para a célula proposta por Loch (2013), houve uma redução de 25,64%, sendo uma variação de 46,69% entre as células no décimo segundo reciclo. Durante a fotodegradação pode ter ocorrido uma maior formação do radical hidroxila ( OH) oxidando de forma mais eficiente o nitrogênio total em óxidos de nitrogênio e nitrogênio gasoso quando comparado com célula de Loch (2013). Após a filtração com carvão ativado obteve-se resultados satisfatórios atingidos para o padrão de lançamento de NT perante CONSEMA 128/06, a célula do NEMP atingiu 88,70% quando comparado o décimo segundo reciclo, e a célula proposta por Loch (2013) apresentou uma redução de 85,65% demostrando a capacidade do carvão ativado de adsorver os contaminantes presentes no meio (COSTA et al., 2003). Tangenciando os resultados de turbidez o gráfico 5 demonstra o desempenho dos POA's.

41 Gráfico 5- Demonstrativo na redução da turbidez. (NTU ) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 85,2 Fonte: O autor. 36,7 37,4 31 29,5 30,2 Turbidez 26,9 24,5 Analisando o desempenho dos POA's pode-se observar reduções significativas na turbidez em ambos os reatores avaliados. A elevada turbidez é uma condição restritiva ao processo fotoquímico, pois limita a capacidade da penetração da luz ultravioleta dificultando a formação do radical hidroxila ( OH) (SARDINHA et al., 2008). Estes impedimentos foram superados pelo desempenho da reatores dimensionados adequadamente. A célula de Loch (2013) apresentou uma redução de 86,70% demostrando eficiência na remoção de turbidez, a célula do NEMP demonstrou uma redução de 84,92%, resultando em diferença de eficiência entres os dois reatores de 11,76% no décimo segundo, onde apresentaram os menores índices de turbidez, demostrando a capacidade de ambos os reatores na redução deste contaminante. Após foram realizandos nos dois efluentes em suas melhores condições submetidos filtração com carvão ativado, apresentando uma redução de 59,57% em relação o décimo segundo reciclo no efluente tratado pelo reator proposto por Loch (2013) e uma redução de 24,84% no efluente tratado pela célula NEMP onde apresentaram uma diferença entre as filtrações de 52,53%, sendo este resultado podendo ser devido a diferentes vazões em que passaram no carvão ativado, conforme visualizado na figura 5. 21,9 26,6 24,6 12,84 11,33 Turbidez (NEMP) 9,65 Bruto 2 4 6 8 10 12 Carvão Ativado Turbidez (Loch 2013) 4,58 Reciclos

42 Figura 5- Demonstrativo da décima segunda passagem e após submetidos a filtração com carvão ativado. 1 Tratado NEMP, 2- Filtrado NEMP, 3 Filtrado Loch (2013), Tratado Loch (2013), 5- Efluente Burto. Fonte: O autor. A figura 5 demonstra o desempenho entre as células avaliadas onde foram submetidas às avaliações dos parâmetros ambientais, revelando a capacidade de degradação do efluente frente aos processos oxidativos avançados. Também foi o desempenho no processo frente à condutividade elétrica do efluente, ilustrado no gráfico 6.

43 Gráfico 6- Representação do desempenho frente à condutividade elétrica. μs cm-¹ 3500 3000 2500 2000 1500 1000 640,19 500 0 Fonte: O autor. 1193,34 1075,75 1062,88 1117 1077,28 1142,46 1057,52 941,75 949,1 902,64 900,87 899,15 Analisando o desempenho da condutividade elétrica pode-se observar um acréscimo na condutividade elétrica do efluente em ambas as situações avaliadas, no reator proposto por Loch (2013) houve um aumento de 28,80% em relação à situação inicial, no reator do NEMP após décimo segundo reciclo houve um acréscimo de 43,96%, este acréscimo está relacionado à degradação da matéria orgânica aumentando os íons presentes na solução, e um aumento das cargas e quebra das ligações orgânicas presentes no sistema, demonstrando reatividade no sistema (SANTOS, 2012; MACHADO et al., 2010). Após a aplicação dos POA's os efluentes tratados foram submetidos à filtração com carvão ativado, onde não foi submetido o uso de água deionizada com passagem como branco, submetidos à análise posteriormente ambas as situações em comparação com o décimo segundo reciclo, onde se pode observar uma aumento significativo no pós-filtrado resultando em 68,19% no efluente na célula otimizada por Loch (2013) e a célula do MENP apresentou um aumento de 62,17%. Estes aumentos apresentados pós-carvão ativado foram evidenciados em função de carbonatos inorgânicos (104,6 mg/l) presentes no carvão ativado, revelando assim aumento significativo da condutividade elétrica, o carvão utilizado para o tratamento foi da empresa APHACARBO, Condutividade 3020,75 2827,05 Bruto 2 4 6 8 10 12 Carvão Ativado Condutividade (NEMP) Condutividade (Loch 2013) Passagens encontrado comercialmente como ALPHA w630, estes carbonatos encontrados remete-se aos 20% de resíduos de cinzas presentes em função da matéria prima utilizada, como resíduos de madeiras e cascas de cocos, a casca de

44 coco apresenta grande quantidade de sais como sódio, magnésio, cálcio, ferro entre outros (SILVA, 1999). O último controle submetido à avaliação do desempenho foi o ph, onde o gráfico 7 ilustra o desempenho das células avaliadas. Gráfico 7- Desempenho dos reatores frente à avaliação do ph. ph 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 6,04 Fonte: O autor. 6,48 6,27 5,99 5,56 5,85 ph 5,29 5,08 5,07 Analisando o desempenho dos reatores perante a avaliação do ph, houve uma acidificação do sistema, este está relacionado às reações ocorridas durante o processo, contribui para formação de ácidos carbônicos, resultantes da decomposição da matéria orgânica presente no meio reacional sendo um indicativo de funcionalidade do POA (PEREIRA et al., 2005). O reator proposto por Loch (2013), apresentou uma redução de 27,64% e o reator do NEMP apresentou uma redução de 26,15% no décimo segundo reciclo para ambos os reatores, a diferença entre os modelos na última oxidação foi de 2,07% a diferença de desempenho entre os reatores. Após o décimo segundo reciclo foram submetida à filtração por carvão ativado e apresentaram uma elevação do ph, onde as elevadas concentração de H + presentes no efluente aumentam a competição pelos sítios ativos, ocorrendo a desorção dos carbonatos encontrados no carvão provocando a elevação do ph das amostras, pois possuem caráter básico (BUENO, 2007). 4,71 4,46 4,47 4,37 8,54 8,57 ph (NEMP) ph (Loch 2013) Bruto 2 4 6 8 10 12 Reciclos Carvão Ativado Neste presente trabalho foi usada a sinergia entre dois oxidantes fortes a irradiação ultravioleta (UV) e peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) na potencialização da degradação do