aplicao dos sistemas fe2+/h2o2 e fe3+/h2o2 no tratamento

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ICTR 2004 – CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E
DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
Costão do Santinho – Florianópolis – Santa Catarina
APLICAÇÃO DOS SISTEMAS FE2+/H2O2 E FE3+/H2O2 NO TRATAMENTO DE
EFLUENTES QUÍMICOS
Benatti, Cláudia Telles
Tavares, Célia Regina Granhen
Toniolo, Fábio Souza
PRÓXIMA
Realização:
ICTR – Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável
NISAM - USP – Núcleo de Informações em Saúde Ambiental da USP
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APLICAÇÃO DOS SISTEMAS FE2+/H2O2 E FE3+/H2O2 NO
TRATAMENTO DE EFLUENTES QUÍMICOS
Benatti, Cláudia Telles (2) ; Tavares, Célia Regina Granhen(3); Toniolo, Fábio Souza(4)
Resumo
Laboratórios de análises químicas de instituições de ensino e pesquisa geram em
suas atividades efluentes químicos que devem passar por um processo de
tratamento visando o encaminhamento para reuso ou disposição final. Entre as
tecnologias promissoras para o tratamento deste tipo de resíduo está a oxidação
pelo reagente Fenton, um processo de oxidação avançada que utiliza íons ferrosos
para reagir com peróxido de hidrogênio em pH ácido, subseqüentemente produzindo
radicais hidroxila. A decomposição do H2O2 é ainda catalisada por íons férricos em
pH ácido. No presente trabalho, foi comparada a eficiência dos sistemas Fe2+/H2O2 e
Fe3+/H2O2 no tratamento de efluente químico, tanto para a etapa de oxidação quanto
para a de precipitação. As variáveis que afetam a eficiência do processo foram
otimizadas em estudos anteriores e aplicadas neste trabalho em seus valores ótimos
([DQO:H2O2]=1:9,0; [H2O2:Fe2+]=4,5:1; pH=4,0). Além disso, quatro diferentes sais
de ferro foram utilizados como catalisadores da reação. Sob as condições de
operação empregadas neste estudo, uma maior eficiência ao final do processo foi
observada quando o sulfato foi o sal de ferro utilizado como catalisador,
apresentando uma remoção média de DQO de 88,0% para o sistema Fe2+/H2O2 e
83,8% para o sistema Fe3+/H2O2. Quando foi utilizado o cloreto como sal de ferro,
observou-se uma remoção média de DQO de 80,2% para o sistema Fe2+/H2O2 e
58,1% para o sistema Fe3+/H2O2.
Palavras-chave:
Efluentes Químicos, Processos de Oxidação Avançada, Reagente Fenton
(2) Aluna de Pós graduação em Eng. Química – UEM, Nível: Doutorado – Bolsista CAPES.
(3) Prof.(a) Dr.(a) do Departamento de Engenharia Química – UEM.
(4) Aluno de graduação em Eng. Química – UEM – Bolsista PET.
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1. Introdução
Efluentes provenientes de laboratórios de análises químicas de ensino e
pesquisa de universidades são gerados fundamentalmente a partir da manipulação
de pequenas quantidades de substâncias químicas. De acordo com Miraconi et al.,
(2002, p. 1), estes efluentes são constituídos por uma grande diversidade de
substâncias, incluindo novos compostos de toxicidade desconhecida. Como não
existe uma legislação específica que trate do destino final destes efluentes, esta é
feita via de regra diretamente na pia ou armazenados indefinidamente na área do
laboratório ou em qualquer outro local a espera de que uma maneira aceitável de
disposição final seja desenvolvida.
O fato marcante é que não é possível dimensionar as conseqüências oriundas
de tais atitudes, comuns não apenas nas universidades como também nas indústrias
e órgãos governamentais. Nas universidades, porém, o problema se agrava, pois
este tipo de atitude é absorvido pelos alunos, que como geradores não tomam
consciência de suas obrigações de considerar o destino final dos materiais
resultantes de seus trabalhos, e como profissionais levarão o problema para as suas
áreas de atuação.
Neste âmbito geral, o Departamento de Engenharia Química (DEQ) da
Universidade Estadual de Maringá (UEM) não foge a regra. Seus laboratórios têm
gerado uma quantidade de efluente, de composição complexa, composto por ácidos
e outros componentes, que vem sendo estocado nos laboratórios ou lançado na
rede coletora de esgotos sanitários.
As características que envolvem resíduos químicos de laboratórios de
pequeno porte impedem a elaboração de uma solução única. Cada caso deve ser
estudado separadamente, envolvendo um programa de gerenciamento que envolve
diversas etapas como a coleta, segregação, manipulação, tratamento,
armazenamento, transporte e disposição final, de maneira segura (NATIONAL
RESEARCH COUNCIL, 1995, p. 19). Para a disposição adequada destes resíduos
químicos, ou efluentes, nos corpos receptores disponíveis, devido à falta de uma
legislação específica, adota-se a legislação existente para as indústrias, ou seja, a
resolução CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) No. 20, a qual
estabelece as concentrações máximas de uma série de elementos e compostos
permitidos no efluente, dependendo da classe na qual o corpo receptor foi
enquadrado. Segundo Jardim (2003, p. 4), esta consideração pode ser feita sob a
premissa de que a legislação é válida tendo como base a natureza da atividade, e
não as quantidades de resíduos que a mesma gera.
Nos últimos anos com o aumento da preocupação a respeito do destino dos
efluentes produzidos durante as atividades de laboratório, tem-se procurado
métodos de tratamento econômicos e eficientes. Entre as tecnologias promissoras
para o tratamento deste tipo de resíduo, os processos oxidativos avançados
apresentam um excelente potencial de utilização, não só pela facilidade de operação
como pela qualidade dos efluentes resultantes destes processos. São baseados na
geração do radical hidroxila (OH•), um agente oxidante forte, não específico, que
reage com a maioria das moléculas orgânicas e biológicas (BÜYÜKSÖNMEZ et al.,
1999, p. 2784), sendo duas vezes mais reativo do que o cloro, com um potencial de
oxidação entre o oxigênio (atômico) e o flúor (BIDGA, 1995, p. 62).
Dentre os processos avançados de oxidação está o processo de oxidação
pelo reagente Fenton, um processo de tratamento catalítico, o qual utiliza íons
ferrosos (Fe2+) para reagir com o peróxido de hidrogênio (H2O2) em pH ácido,
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subseqüentemente produzindo radicais hidroxila (ZHU et al., 2001, p. 2088). A
decomposição do H2O2 é ainda catalisada por íons férricos em pH ácido
(SAFARZADEH-AMIRI et al., 1997, p. 788), entretanto, de acordo com alguns
autores, a taxa de decomposição do H2O2 e a taxa de oxidação de orgânicos
solúveis são menores no sistema Fe3+/H2O2 do que no sistema Fe2+/H2O2
(GALLARD e DE LAAT, 2000, p. 3107; BARBENI et al., 1987, p. 2234).
Segundo Neyens e Baeyens (2003, p. 33), o processo de oxidação pelo
reagente Fenton é conhecido por sua alta eficiência na destruição de diversos
poluentes orgânicos perigosos em água. De acordo com Arnold et al. (1995, p.
2083), a principal vantagem do reagente Fenton sobre os outros sistemas de
produção do radical hidroxila (OH•) é a sua simplicidade. Os produtos químicos são
comumente disponíveis e não são caros, além disso não há necessidade de
equipamentos especiais como lâmpadas ultra-violeta, recipiente para reações
complexas, partículas TiO2, ou geradores de ozônio.
Estudos anteriores mostraram que o sistema Fe2+/H2O2 pode ser utilizado
com sucesso no tratamento de efluentes complexos de laboratório de análises
químicas utilizando sulfato ferroso como fonte de ferro, sendo que as condições
ótimas de operação foram determinadas como [DQO:H2O2]=1:9,0, [H2O2:Fe2+]=4,5:1
e pH=4,0. O objetivo do presente trabalho foi comparar a eficiência no tratamento de
efluente químico pelos sistemas Fe2+/H2O2 e Fe3+/H2O2, tanto para a etapa de
oxidação quanto para a de precipitação, aplicando as condições ótimas de operação
determinadas anteriormente. Além disso, diferentes sais de ferro (FeSO4.7H2O,
FeCl2.4H2O, Fe2(SO4)3.5H2O e FeCl3.6H2O) foram utilizados como catalisadores do
processo.
2. Material e Métodos
2.1. Preparo das Amostras
O efluente químico produzido durante nove meses (julho/2001 a abril/2002) a
partir das operações do Laboratório de Controle e Preservação Ambiental (LCPA),
do Departamento de Engenharia Química da Universidade estadual de Maringá, foi
estocado em galões plásticos, com a sua origem devidamente identificada.
Posteriormente esses efluentes foram misturados, em proporções iguais, para
formar uma mistura composta que foi utilizada nos experimentos de oxidação pelo
reagente Fenton.
Os experimentos de oxidação pelo reagente Fenton foram conduzidos nas
condições ótimas de operação, obtidas em estudos anteriores, pela metodologia de
superfície de respostas, utilizando FeSO4.7H2O como fonte de ferro. As condições
obtidas foram: razão [DQO:H2O2]=1:9,0, [H2O2:Fe2+]=4,5:1 e pH=4,0. No presente
trabalho, os ensaios foram conduzidos utilizando diferentes sais de ferro
(FeSO4.7H2O, FeCl2.4H2O, Fe2(SO4)3.5H2O e FeCl3.6H2O) como catalisadores da
reação.
Anteriormente aos experimentos, o pH da mistura composta foi ajustado para
4 utilizando NaOH (~30% p/v). Uma amostra da mistura era então centrifugada a
2500 rpm por 5 minutos para a separação dos sólidos em suspensão e a DQO inicial
no sobrenadante (S0) era determinada.
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2.2. Procedimento Experimental
Os ensaios foram conduzidos em Becker de vidro de 250 mL, com volume útil
de 150 mL, consistindo na mistura composta sem a separação dos sólidos em
suspensão (S0 = 976 mg O2/L como DQO). Os ensaios foram realizados à
temperatura ambiente 22 ± 1ºC, sob agitação constante (100 rpm) em Jar-Test
durante 4 horas.
Soluções estoque de FeSO4.7H2O, FeCl2.4H2O, Fe2(SO4)3.5H2O e
FeCl3.6H2O foram preparadas diariamente e padronizadas antes da realização dos
experimentos. As soluções de sulfato ferroso e cloreto ferroso foram padronizadas
por titulometria pela metodologia descrita por Pavan et al. (1992). A concentração de
Fe3+ foi determinada nas soluções de sulfato férrico e cloreto férrico por absorção
atômica. O H2O2 foi utilizado diretamente do frasco, sem diluição.
Com base no valor de S0, a quantidade de reagentes era calculada de acordo
com as condições ótimas de operação citadas anteriormente. A quantidade
necessária de ferro era primeiramente adicionada à mistura a ser oxidada. A
oxidação pelo reagente Fenton era então iniciada com a adição do H2O2 em
intervalos de 20 minutos, dividindo-se o volume total a ser adicionado em três partes
iguais, a fim de moderar o aumento de temperatura que ocorre com a seqüência da
reação e minimizar a competição pelo OH•. O tempo reacional iniciava-se após a
primeira dose de H2O2. O pH do meio racional era ajustado utilizando soluções de
H2SO4 ou NaOH antes de cada adição de reagente e, então, a cada hora. Após o
tempo reacional de 4 h, o pH da mistura foi ajustado para 8 para que houvesse a
precipitação do ferro oxidado na forma de Fe(OH)3, e esta era então deixada em
repouso por cerca de 15 horas para que houvesse a sedimentação. O sobrenadante
foi então analisado em relação à concentração de DQO e H2O2 residual. O efluente
final foi ainda caracterizado em termos de cor aparente, turbidez, fenóis totais,
concentração de sulfato e concentração de ferro. Todos os experimentos foram
realizados em duplicata.
As medidas de DQO nas amostras tomadas após o início da reação de
Fenton foram corrigidas de acordo com a equação proposta por Talini e Anderson
(1992, p. 110), a fim de evitar a interferência do H2O2 residual na análise de DQO.
SE = DQO medida − [H2 O 2 residual] × 0,25
(1)
A eficiência na remoção de DQO foi então determinada por meio da Equação
2, ou seja, em função da diferença entre as concentrações inicial (S0) e final (SE) de
DQO, dividida pela concentração inicial e expressa em porcentagem.
S − SE
(2)
η(%) = ( o
) * 100
So
2.3. Metodologias Analíticas
As medidas de demanda química de oxigênio (DQO) e sólidos sedimentáveis
seguiram a metodologia do Standard Methods (APHA, 1998, p. 5-17 e 2-59). A
concentração de peróxido residual foi determinada pelo método iodométrico (US
Peroxide, 2003). A concentração de fenóis totais foi determinada pelo método
colorimétrico de Folin-Ciocaulteu, proposto por Scalbert et al. (1989, p. 1325). A
medida de pH foi realizada por meio do pHmetro Digimed – DM-20. A cor aparente e
a turbidez foram medidas por meio de um espectrofotômetro (DR/2010, HACH,
Loveland, CO), de acordo com a metodologia descrita pelo aparelho. A
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concentração de ferro foi determinada no filtrado, por espectrometria de absorção
atômica (Varian SpectrAA – 10 Plus).
3. Resultados
Nos experimentos de oxidação pelo reagente Fenton, foi utilizada uma
amostra composta formada pelo efluente químico produzido a partir das operações
diárias do LCPA por um período de nove meses. As principais análises que geraram
o efluente utilizado neste estudo foram DQO, fenóis totais, polissacarídeos, proteína,
fosfato, sulfeto, preparação de amostras e padrões para absorção atômica,
padronização de soluções e atividade enzimática.
Na Tabela 1, estão apresentadas as principais características da amostra
composta utilizada nos experimentos de oxidação pelo reagente Fenton. As
principais características da amostra após a separação dos sólidos em suspensão
estão apresentadas na Tabela 2.
Tabela 1. Caracterização do efluente químico
Cor aparente
(Pt/Co)
Cor real
(Pt/Co)
Turbidez
(NTU)
Sólidos sedimentáveis (mL/L)
DQO total
(mg O2/L)
Fenois totais
(mg/L)
12700
7150
4010
4,5
2345
58,6
Tabela 2. Caracterização do sobrenadante do efluente químico
Cor aparente
(Pt/Co)
308
Cor real
(Pt/Co)
275
Turbidez
(NTU)
pH
<1
DQO solúvel
(mg O2/L)
1145
Fenóis totais
(mg/L)
27,3
Sulfato
(g/L)
263
Sulfeto
(mg/L)
0,04
Fe
(mg/L)
131,9
Nos testes de oxidação pelos sistemas Fe2+/H2O2 e Fe3+/H2O2, a
concentração de DQO solúvel foi escolhida como parâmetro de comparação para
estudar a eficiência do processo, tanto para a etapa de oxidação quanto para a de
precipitação. Neste estudo foram aplicadas as condições ótimas de operação
determinadas anteriormente, utilizando sulfato ferroso como fonte de ferro, o que
resultou em uma concentração de peróxido de hidrogênio de 8788 mg/L e uma
concentração de ferro de 1953 mg/L. Todos os experimentos foram conduzidos em
pH 4.
Os resultados dos testes de oxidação pelo reagente Fenton para os sistemas
de oxidação química estudados, estão apresentados na Tabela 3. O efluente obtido
ao final do processo foi caracterizado em termos de cor, turbidez, DQO,
concentração de fenóis totais, sulfato e concentração de ferro, e os valores obtidos
estão resumidos na Tabela 4.
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Tabela 3. Resultados do tratamento do efluente químico pelo reagente Fenton
Fonte de ferro
Final da etapa de
Final da etapa de precipitação
oxidação
DQO
Remoção
DQO
Remoção
H2O2
Lodo
(mg O2/L) de DQO (mg O2/L) de DQO Residual catalítico
(%)
(%)
(mg/L)
(mL)
Sulfato ferroso
192
80,3
117
88,0
13,4
30
Cloreto ferroso
444
54,5
194
80,2
11,7
35
Sulfato férrico
225
77,0
159
83,8
31,7
50
Cloreto férrico
425
56,4
409
58,1
20,0
50
Concentração Inicial: DQO solúvel = 976 mg O2/L
Tabela 4. Caracterização do efluente após tratamento pelo reagente Fenton
Parâmetro
Inicial-após
Fonte de ferro
correção de
pH
Sulfato Cloreto Sulfato Cloreto
ferroso
ferroso
férrico
férrico
Cor aparente (Pt/Co)
2205
137
542
380
630
Cor real
(Pt/Co)
1700
Turbidez
(NTU)
42
10
8
12
16
pH
4
8
8
8
8
DQO solúvel
(mg O2/L)
976
117
194
159
409
Fenóis totais
(mg/L)
27,0
0
0
0
0
Sulfato
(g/L)
142
152
154
135
144
Fe
(mg/L)
29,6
4,4
5,0
4,3
4,5
4. Discussão
O efluente de análises químicas é de composição complexa, sendo composto
por ácidos e outros componentes, como pode ser observado pelos resultados
apresentados nas Tabelas 1 e 2.
No processo de oxidação pelo reagente Fenton, tanto íons ferrosos como íons
férricos geram radicais hidroxila (OH•) pela reação com o peróxido de hidrogênio.
Na clássica reação de Fenton, o radical hidroxila é gerado pela seguinte reação
(WALLING, 1975 apud LUNAR et al., 2000, p. 1792):
Fe 2 + + H2O 2 → Fe 3 + + OH • +OH−
(3)
3+
O mecanismo proposto para o sistema Fe /H2O2, envolve a geração de
radicais OH• e HO2• a partir dos seguintes passos (WALLING, 1975 apud LUNAR et
al., 2000, p. 1792):
Fe 3+ + H2 O 2 → Fe − OOH 2+ + H +
(4)
Fe − OOH 2+ → HO 2 • +Fe 2+
Fe
2+
2+
+ H2O 2 → Fe
3+
3+
+ OH • +OH
(5)
−
(6)
HO 2−
+ HO 2 • → Fe +
(7)
Na presença de compostos orgânicos, o radical hidroxila formado pelas
reações anteriores pode iniciar um mecanismo complexo de degradação de
orgânicos, incluindo reações secundárias envolvendo radicais orgânicos, Fe2+ e Fe3+
(GALLARD e DE LAAT, 2001, p. 406). Neste trabalho, foram conduzidos
Fe
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experimentos para estudar comparativamente o efeito dos sistemas Fe2+/H2O2 e
Fe3+/H2O2 no tratamento de efluente químico.
Avaliando os resultados apresentados nas Tabelas 3 e 4, observou-se que,
sob as condições de operação empregadas neste estudo, o processo de oxidação
pelo reagente Fenton apresentou eficiências distintas quando diferentes sais de ferro
foram utilizados como catalisadores da reação.
O processo de oxidação pelo reagente Fenton atingiu uma maior eficiência ao
final do processo, quando o sulfato foi o sal de ferro utilizado como catalisador,
apresentando uma remoção média de DQO de 88,0% para o sistema Fe2+/H2O2 e
uma remoção média de 83,8% para o sistema Fe3+/H2O2. Quando o cloreto foi o sal
de ferro utilizado como catalisador, observou-se uma remoção média de DQO de
80,2% para o sistema Fe2+/H2O2 e uma remoção média de 58,1% para o sistema
Fe3+/H2O2.
O sistema Fenton possui dupla função, a pré-oxidação com os radicais
hidroxila e a coagulação química de compostos orgânicos (KANG e CHANG, 1997,
p. 216, LIN e LO, 1997, p. 2051). Os resultados das duas etapas do processo de
oxidação pelo reagente Fenton podem ser observados na Tabela 3. A primeira etapa
consiste em uma oxidação a baixo pH, igual a 4. A segunda etapa, a qual segue a
etapa de oxidação, é a coagulação a um alto pH, igual a 8. Analisando a etapa de
oxidação a pH 4, mais uma vez a maior eficiência foi observada utilizando-se o
sulfato como sal de ferro, com uma remoção média de 80,3% de DQO para o
sistema Fe2+/H2O2 e uma remoção média de 77,0% para o sistema Fe3+/H2O2. Uma
remoção máxima de 56,4% de DQO foi observada quando cloreto férrico ou ferroso
foi utilizado como catalisador da reação.
Durante o processo de oxidação pelo reagente Fenton e, principalmente,
durante o ajuste do pH para 8, pôde-se observar uma grande quantidade de flocos
de tamanhos variados no efluente. De acordo com Walling e Kato (1971) apud Lin et
al. (1999, p. 1738), estes flocos são complexos de hidróxido férrico formados por
reações complexas em cadeia de íons ferrosos e íons hidróxido. Após o período de
precipitação (cerca de 15 horas), observou-se que todos os flocos formados nas
etapas anteriores foram removidos. A quantidade de sólidos formados e precipitados
no final do processo está apresentada na Tabela 3. Os resultados mostram que no
tratamento pelo sistema Fe2+/H2O2, há uma menor quantidade de sólidos formados
ao final do processo. O sistema Fe2+/H2O2 apresenta uma maior taxa de degradação
de materiais orgânicos complexos, conforme apresentado por Lunar et al. (2000, p.
1795), provavelmente, produzindo uma menor quantidade de sólidos ao final do
processo.
A partir das características físico-químicas do efluente após o tratamento
(Tabela 4), é possível comparar os sistemas de oxidação química em estudo quanto
à eficiência global do processo. Para a oxidação pelo reagente Fenton, catalisado
tanto por íons ferrosos como por íons férricos, observa-se uma remoção total de
fenóis totais ao final do processo. Em relação à concentração de DQO e cor, a maior
eficiência na remoção destes parâmetros foi obtida quando se utiliza sulfato ferroso
como catalisador da reação, com uma remoção de 88% de DQO e 93,8% de cor.
Em todos os experimentos realizados, o efluente final apresentou ainda uma
concentração de ferro abaixo de 5,5 mg/L, ficando dentro do nível requerido pela
resolução No. 20 do CONAMA, a qual estipula uma concentração máxima permitida
de 15 mg/L de ferro para o lançamento de despejos em corpos receptores.
O efluente químico apresentou uma concentração inicial de sulfato de 142
g/L. Mesmo nos sistemas que utilizavam cloreto ferroso ou férrico como
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catalisadores da reação, não foi observada uma redução significativa de sulfato no
efluente final. Apesar das legislações federais e estaduais não estipularem
diretamente limites de sulfato em resíduos industriais, a Resolução CONAMA Nº
20/86 estabelece que os efluentes não devem conferir ao corpo receptor
características diferentes daquelas usadas na sua classificação. Além disso, o
efluente tratado no LCPA teria como destino final a rede pública de coleta de
esgotos e, seria então encaminhado ao sistema de tratamento de esgotos municipal
da Companhia de Saneamento do Paraná – SANEPAR. Esta estipula uma
concentração máxima de sulfato de 1000 mg/L em efluentes industriais para o
lançamento destes na rede pública. Logo, o valor de sulfato no efluente final é
elevado para o descarte dos efluentes na rede de esgoto, sendo considerado de
elevada toxidez para os reatores anaeróbios que constituem o sistema de
tratamento de esgotos da SANEPAR. Logo, é necessário um sistema de remoção de
sulfato na seqüência do tratamento pelo reagente Fenton para atingir os padrões
requeridos de lançamento do efluente final.
5. Conclusão
Neste trabalho os sistemas químicos de oxidação Fe2+/H2O2 e Fe3+/H2O2
foram estudados e comparados, com foco na remoção da concentração de
poluentes, para o tratamento do efluente químico de laboratório. Os resultados
experimentais indicam que o sistema Fe2+/H2O2 apresentou uma maior eficiência no
tratamento do efluente do que o sistema Fe3+/H2O2. Os melhores resultados foram
obtidos utilizando-se a combinação FeSO4/H2O2. Acima de tudo, este trabalho
mostrou que o reagente Fenton pode ser utilizado com sucesso no tratamento de
efluente químico de laboratório. Entretanto, é necessária a implantação de um
sistema de tratamento para remoção de sulfato na seqüência do tratamento pelo
reagente Fenton, a fim de se obter um efluente final dentro de todos os padrões
estipulados pelas legislações federais e estaduais.
6. Agradecimentos
Os autores agradecem a CAPES e ao PET pelo apoio financeiro concedido
para a realização desta pesquisa. Os autores agradecem ainda ao Prof. Dr. Ervim
Lenzi (DQI/UEM) pela preciosa ajuda na escolha e no desenvolvimento das técnicas
analíticas de padronização de soluções e determinação de peróxido residual
empregadas neste estudo.
7. Referências bibliográficas
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Abstract
Chemical analysis laboratories from teaching and research institutions generate in
their activities waste chemicals that demand a proper treatment and disposal. Among
the promising technologies for the treatment of these wastes, the Fenton reagent is
an advanced oxidation processes wherein the hydroxyl free radical is generated
utilizing activation of H2O2 by ferrous salts at an acidic pH. The decomposition of
hydrogen peroxide is also catalyzed by ferric ions at an acidic pH, the so-called
Fenton's like reagent. In the present work, the treatment efficiencies between the
Fe2+/H2O2 and the Fe3+/H2O2 systems for the treatment of waste chemicals were
compared for both oxidation and precipitation stages. Chemical variables affecting
the process efficiency were optimized in a previous work and fixed here at their
optimum values ([DQO:H2O2]=1:9,0; [H2O2:Fe2+]=4,5:1; pH=4,0). Moreover, it was
used four different iron salts catalysts. Under the operation conditions employed in
this study, a higher efficiency was achieved at the end of the process when sulfate
was used as the iron salt catalyst, with 88.0% and 83.8% as COD removal for the
Fe2+/H2O2 and Fe3+/H2O2 systems, respectively. When chloride was used as the iron
salt catalyst, it was observed an 80.2% and 58.1% COD removal for the Fe2+/H2O2
and Fe3+/H2O2 systems, respectively.
key-words:
Waste Chemical, Advanced Oxidation Processes, Fenton Reagent
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