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Estudo da aplicação de foto-Fenton

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Estudo da aplicação de foto-Fenton
http://revistas.unlp.edu.ar/domus/issue/view/86
AUGMDOMUS,
Aplicação de foto-Fenton solar
no chorume
5:141- 153, 2013
Asociación de
Universidades
Grupo Montevideo
ISSN:1852-2181
Estudo da aplicação de foto-Fenton
(Fe2+/H2O2) solar no pré-tratamento do
chorume
Study the application of photo-Fenton (Fe2 +/H2O2) solar pretreatment of leachate
Recibido 16 de agosto de 2012; Aceptado: 24 de septiembre de 2013
Alessandro S Cavalcanti a*, Hélcio J I Filhoa, Mariana D P Costa a,
João V S Pancotto a, Messias B Silvaa
Palabras clave:
processos
oxidativos
avançados;
lixiviado;
planejamento
experimental
Keywords:
advanced oxidative
processes;
leachate; design
experiments.
improvement.
ABSTRACT
RESUMO
The studied leachate from the town of
Cachoeira Paulista in the state of São Paulo
shows the following parameter concentrations:
total organic carbon (TOC = 368.6 mg C. L-1),
chemical oxygen demand (COD = 3552.2
mg O2. L-1) and biochemical oxygen demand
(BOD5 = 397.4 mg O2. L-1), which indicates low
biodegradability ratio (BOD5 / COD = 0.11).
Advanced oxidation processes (AOPs) are
considered an alternative to its pre-treatment.
The aim of this work is to use homogeneous
photocatalysis through an opened photoFenton (H2O2 + Fe2+) solar reactor with constant
effluent volume (3 L) to verify the efficiency
and economic evaluation of removing organic
loads. The reactor has a wooden support that is
directed to the equator with an inclination angle
of 23 ° and a metal plate without pigmentation
and constant leaking (13 L.min-1). At the same
time, the volume of reagent Fe 2 + (0.82 mol.L-1)
was added completely at the beginning of the
reaction and the volume of reagent H2O2 (30
% w / w) was added quantitatively during 60
minutes. Radiation was measured with a portable
radiometer. The process has been optimized by
a fractional factorial planning (24-1). The studied
factors were: pH, range of solar radiation,
amounts of H2O2 (g) and Fe 2+ (g). The largest
percentage of reduction in TOC was 82.12%
with an increase of its biodegradability to 0.41
together and an optimized cost of US$ 0.188 / 3
L. Thus, the photocatalytic process showed great
technical and economic feasibility regarding the
degradation of organic load in leachate.
O chorume em estudo é proveniente da
cidade de Cachoeira Paulista no interior do
estado de São Paulo apresenta as concentrações
dos parâmetros de carbono orgânico total (COT
= 368.6 mg C .L-1), demanda química de oxigênio
(DQO = 3552.2 mg O2 .L-1) e demanda bioquímica
de oxigênio (DBO5 = 397.4 mg O2. L-1) que
mostram a baixa razão de biodegradabilidade
(DBO5/DQO = 0.11). Neste contexto, os
processos oxidativos avançados (POA´s) surgem
como alternativa para o seu pré-tratamento. O
objetivo desse trabalho é utilizar a fotocatálise
homogênea, empregando foto-Fenton (H2O2 +
Fe2+) Solar num reator com volume constante
do efluente (3 L) para verificar a eficiência e
a avaliação econômica de remoção da carga
orgânica. O reator possui um suporte de madeira
que está direcionado ao equador com um ângulo
de inclinação de 23º, com uma placa metálica
sem pigmentação, numa vazão constante (13 L .
min-1). Ao mesmo tempo, o volume do Fe2+ (0.82
mol .L-1) foi adicionado totalmente no início da
reação e o volume do H2O2 (30 % m/ m) foi
adicionado de maneira quantitativa durante 60
minutos. A radiação solar foi medida através de
um radiômetro portátil. O processo foi otimizado
por um planejamento fatorial fracionado (24-1),
e os fatores estudados foram: pH, intervalo da
radiação solar, quantidades de H2O2 (g) e Fe2+ (g).
A maior redução percentual de COT foi 82.12%,
com um aumento de sua biodegradabilidade para
0.41 aliado ao custo otimizado de US$ 0.188 / 3
L. Desta forma, o processo fotocatalítico proposto
mostrou grande viabilidade técnico-econômico
em relação à degradação da carga orgânica do
chorume.
a
Departamento de Química (LOQ), Escola de Engenharia de Lorena, Rodovia Itajubá-Lorena, km 97,5, Lorena, São Paulo, Brasil
Contato do autor: 55 2499980335. [email protected]
Cavalcanti et al.
INTRODUÇÃO
Os resíduos sólidos dispostos nos lixões
ou nos aterros sofrem os processos de
decomposição física, química e biológica,
dando origem a efluentes líquidos e gasosos.
A fração líquida, conhecida como chorume ou
lixiviado, é originada pela umidade natural
presente nos resíduos, pelo processo de
decomposição da matéria orgânica e pela
água de chuva que percola sobre o lixo, como
conseqüência dessa percolação sem um
prévio tratamento, ocorre a contaminação
do corpo receptor (Hasar et al., 2009).
A composição do lixiviado de aterro
sanitário varia significativamente em função
do tipo de resíduo, aspectos climáticos locais,
eficiência no gerenciamento dos programas
de coletas dos resíduos, além do tempo de
aterramento do resíduo. O lixiviado pode
apresentar altos valores de carga orgânica
com baixa biodegradabilidade, além de
outros constituintes como amônia, metais
pesados, organo-clorados e sais inorgânicos
(Wang et al., 2009).
De acordo com as características
específicas do lixiviado e das normas mais
rigorosas, o tratamento de tecnologia
convencional,
incluindo
tratamento
biológico (aeróbio e anaeróbio) e físicoquímico (coagulação, floculação e flotação)
mostraram-se ineficazes principalmente em
relação ao tratamento de lixiviado velho
(maduro) extremamente recalcitrantes,
sendo a maioria dos casos em nossa região
(Renou et al., 2008). Neste contexto os
POA´s surgem como alternativa para o
seu pré-tratamento e tem obtido avanços
significativos no tratamento do lixiviado
maduro (alta recalcitrância), melhorando
sua biodegradabilidade através da geração
de espécies altamente oxidantes, como
o radical hidroxila (•OH), e atualmente o
trabalho de Vilar et al. (2011) utilizando o
processo foto-Fenton Solar vem tendo maior
atenção, cuja a fonte de energia é abundante,
diminuindo o custo do processo.
O processo foto-Fenton Solar utiliza o
H2O2 reagindo com o íon Fe2+ para gerar o
radical hidroxila (•OH) e catalisado pela luz
solar, a fim de aumentar a interação dos íons
férricos com os complexos formados para
acelerar a degradação da carga orgânica
como fornece a equação 1. As grandes
vantagens desse processo é a regeneração
do Fe2+ no processo e a utilização da luz solar,
otimizando a sua relação custo-benefício
como fornecem as equações 2 e 3 (Nogueira
et al., 2007).
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + HO- + •OH
(1)
Fe3++H2O
(2)
→
Fe(OH)2++H+
Fe(OH)2++hν(luz solar)→ Fe2++•OH
(3)
Neste contexto este trabalho tem como
objetivo avaliar aplicação do pré-tratamento
de chorume in natura e sua viabilidade
econômica, proveniente do aterro sanitário
da cidade de Cachoeira Paulista-SP, a partir
da fotocatálise homogênea empregando
foto-Fenton (H2O2 + Fe2+) solar em sistema
semi-batelada aberto.
METODOLOGIA
Amostragem e preservação
O chorume utilizado nos experimentos
é proveniente do aterro sanitário da cidade
de Cachoeira Paulista localizado na Estrada
Municipal de Fiuta, km 4 – Bairro do Jardim
no interior São Paulo, região do vale do
Paraíba. O aterro sanitário está em operação
desde o ano de 2006 e recebe um volume
médio de 100 Mg dia-1.
A coleta do chorume foi realizada na
caixa de mistura, antes deste entrar na
lagoa de estabilização. Foram coletados
80 L de chorume em um dia ensolarado e
seco numa temperatura de 23 ºC em Agosto
de 2011. O mesmo foi homogeneizado e
142 AUGMDOMUS. Volumen 5. Año 2013. ISSN:1852-2181
Aplicação de foto-Fenton solar no chorume
acondicionado em uma câmara fria a 4 ºC
do LOT (Departamento de Biotecnologia)
da EEL-USP, para minimizar possíveis
alterações das propriedades físico-químicas
(Apha, 1998).
Metodologias analíticas
Todas as metodologias utilizadas para
as caracterizações analíticas do chorume
in natura e após tratamentos oxidativos
foram
adaptadas
segundo
Standard
Methods (APHA, 1999). As determinações
de DQO foram realizadas com digestão em
tubo fechado, seguida de determinação
espectrofotométrica
(espectrofotômetro
SP 1105) em 620 nm. As determinações
de DBO5 foram incubadas (SP 500) por
um período de 5 dias com inoculação de
microorganismos tipo Seed, a 20 ± 3 ºC,
onde a medida de oxigênio, antes e após a
incubação, foi feita pelo método titrimétrico
de Winkler modificado pela azida sódica
(Lima et al., 2006). As análises de Nitrogênio
Amoniacal e Orgânico utilizaram a prévia
destilação para sua posterior determinação
espectrofotométrica. A concentração de
óleo e graxa foi determinada pelo método
de extração por solvente (hexano) em um
sistema de Soxhlet, sendo previamente
adsorvido em diatomácea, em meio ácido
clorídrico. As análises de sólidos seguiram
procedimento
gravimétrico
clássico,
em cápsulas de porcelana com massas
previamente estabilizadas. O processo de
secagem, a 105 ºC, foi realizado em estufa
(SP LABOR) e o processo de calcinação, a
650 ºC, foi realizado em um forno tipo mufla
(SP LABOR). As pesagens foram feitas
em balança analítica marca SHIMADZU,
modelo AY 220. As determinações analíticas
dos elementos metálicos nas amostras,
previamente digeridas em meio ácido e em
sistema fechado, foram realizadas em um
espectrômetro de absorção atômica, marca
PerkinElmer, modelo Aanalyst 800. As
determinações de carbono orgânico foram
realizadas em um analisador de carbono
orgânico total da Shimadzu, modelo TOCVCPH, fundamentado na oxidação catalítica
a elevadas temperaturas e determinação de
CO2 por espectroscopia no infravermelho.
Para determinação do carbono orgânico total,
a curva de calibração foi preparada a partir de
um padrão de biftalato de potássio, na faixa
linear de 0 - 1000 mg.L-1. A determinação
do peróxido de hidrogênio residual foi
utilizado o método espectrofotométrico,
com o reagente complexante metavanadato
de amônio(NH4VO3). A concentração de
peróxido de hidrogênio foi monitorada pela
formação de um complexo com absorvidade
em 450 nm, pela reação de H2O2 com
metavanadato de amônio (Guimarães et al.,
2007).
Procedimento experimental
Os experimentos foram realizados em
um reator semi-batelada aberto para a
absorção das radiações UV solar conforme
mostra a Figura 1, constituído basicamente
de uma bomba centrífuga (BOMAX, Modelo
NH–30PX–T e vazão de 13 L. min-1), um
reservatório cilíndrico (19.9 cm x 23.9 cm)
e uma placa metálica (25 cm de largura e 75
cm de comprimento, com uma área útil de
1875 cm2) sem pigmentação denominada
branco. O monitoramento do pH durante
os experimentos ao reservatório foram
realizados com um pHmetro (PH21 pH / mV
HANNA) e a intensidade da radiação solar foi
medida através de um radiômetro portátil (IL
1430 UV Health Hazard – Actinic). O chorume
foi bombeado até a parte superior da placa,
percolando-a
uniformemente
enquanto
recebia a radiação solar sobre a placa. Esta
foi colocada sobre um suporte de madeira
em sentido ao equador com um ângulo de
inclinação de 23° (aproveitamento melhor
a incidência da radiação na fotocatálise).
Concomitantemente, o volume do reagente
de FeSO4 .7H2O (0.82 mol.L-1) foi adicionado
totalmente no início da reação e o H2O2 (30
% m / m) durante 60 min do tempo total
de 2 horas. Durante a reação fotocatalítica
utilizou-se NaOH (5 eq.L-1) para ajustar e
controlar o pH do processo.
O processo fotocatalítico foi otimizado por
um planejamento fatorial fracionado (24-1)
com duplicata e triplicata no ponto central
Disponible on line http://revistas.unlp.edu.ar/index.php/domus/issue/current/showToc 143
Cavalcanti et al.
Figura 1. Layout do Reator Solar.
Figure 1. Layout solar reactor
(19 experimentos), sendo as variáveis de
entrada: pH, intervalo da radiação solar,
quantidades de H2O2 e Fe2+, sendo estes
encontrados na Tabela 1. E utilizando em
termos de remoção da carga orgânica,
a variável resposta COT. As análises
*[H2O2]= 30 % m/m
estatísticas foram realizadas pelo software
STATISTICA 8.0.
A planilha experimental utilizou o
conceito de confundimento, onde a interação
dos três primeiros parâmetros da planilha
** [Fe+2]= 0.82 mol.L-1
Tabela 1. Fatores de controle e níveis da planilha do pré-tratamento do chorume.
Table 1. Control factors and levels of leachate pre-treatment spreadsheet
144 AUGMDOMUS. Volumen 5. Año 2013. ISSN:1852-2181
Aplicação de foto-Fenton solar no chorume
será o 4º fator, no caso a radiação solar,
pois é um fator que influencia no sistema,
mas sendo um fenômeno natural de difícil
controle no processo. O pH nesta planilha foi
otimizado de acordo com a literatura (Deng
et al., 2006), na faixa Fenton (2 a 4.5) onde
ocorreu a melhor cinética de degradação
neste tipo de processo.
um parâmetro de difícil controle operacional,
por ser um fator natural que pode ter várias
interferências (obstrução solar) ao longo da
reação. Sendo assim, para obter o melhor
resultado com menor interferência possível,
utilizou-se três intervalos distintos do dia,
para melhor verificarmos a sua significância
no processo fotocatalítico.
Para a determinação da quantidade de
peróxido de hidrogênio, a ser utilizada na
reação de oxidação, foi necessário saber o
total da carga orgânica no efluente a ser
oxidado, que pode ser calculado em função
do valor do COT segundo Loures (2011).
Para evitar alta diluição durante o
processo de oxidação, provocada pela
adição das soluções de peróxido de
hidrogênio, sulfato ferroso heptaidratado
e dos reagentes NaOH e H2SO4, estes dois
últimos para o controle do pH durante a
reação, optou-se em preparar a solução que
contém o íon ferroso mais concentrada. A
concentração utilizada na solução de Fe (II)
foi de 0.82 mol L-1, utilizando-se o volume
da solução final (H2SO4 + H2O) de 220 mL
na equação 6.
Determinada
a
concentração
de
carbono do chorume, a partir da relação
estequiométrica entre o carbono e o H2O2
(Equação 4), obtém-se a massa teórica
necessária para a degradação da carga
orgânica,
considerando
uma
reação
quantitativa.
C + 2 H2O2
→
CO2 + 2 H2O
(4)
Com o número de mols estequiométrico
do peróxido calculado, converteu-o em
massa de peróxido de hidrogênio. Através
da densidade que é correlacionada ao
grau de pureza (30 % m/m), cujo valor
correspondente é d = 1.1121 g mL-1,
determinou-se o volume da solução a ser
utilizada no reator, conforme o cálculo da
Equação 5.
VH2O2 (mL) = [m(g) / d (gmL )]
-1
(5)
A quantidade de peróxido de hidrogênio
foi utilizada em excesso percentual 0%,
25% e 50% respectivamente, pois nos
experimentos exploratórios não ocorreram
incidência de peróxido residual nas amostras,
e houve grande decomposição do mesmo à
incidência ao sol. A quantidade de [Fe2+]
foi otimizada para melhorar a velocidade de
reação de degradação do chorume, segundo
Zhang et al. (2005), a utilização depende
das características de cada lixiviado, mas
em seu trabalho demonstrou que pode-se
obter remoção do lixiviado com a relação
mássica variando de 3 a 10. A luz solar é
[Fe]=((mFeSO4.7H2O) x (molFe/molFeSO4.7H2O))/(molFe) x (Vsolução final) (6)
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Caracterização do chorume in natura
A caracterização do chorume foi realizada
segundo aos parâmetros físico-químicos
mais relevantes, como pH, DQO, DBO5, TOC,
Sólidos Totais, fixos e dissolvidos, óleos e
graxas, razão de biodegradabilidade (DBO5
/ DQO) e metais pesados sendo encontrados
na Tabela 2.
As concentrações dos parâmetros
encontrados no chorume quando comparados
àquelas permitidas pela legislação, indicam
que há a necessidade de um tratamento
antes do descarte deste lixiviado ao rio,
destacando os seguintes parâmetros:
concentrações de DBO5 com valor 7 vezes
superior ao estabelecido na norma CETESB
(60.0 mg.L-1) , e os valores elevados de
óleos & graxas (165.0 mg.L-1) e Nitrogênio
Disponible on line http://revistas.unlp.edu.ar/index.php/domus/issue/current/showToc 145
Cavalcanti et al.
Fonte: * CETESB (2012) e BRASIL (2005).
Tabela 2. Caracterização química do chorume in natura e pré-tratado do aterro.
Table 2. Fresh leachate chemical characterization and landfill pre-treatment
Amoniacal (425.3 mg N-NH3 L-1), além dos
parâmetros físicos turbidez e cor. É possível
observar que pela razão DBO5 / DQO (igual
a 0.11), há indício que grande parte da
matéria orgânica presente no lixiviado
estudado é resistente à oxidação biológica,
sugerindo, portanto, a necessidade de
empregar processos de pré-tratamentos
para remover os compostos recalcitrantes e/
ou tóxicos, ou de promover sua degradação
parcial.
Resultado da remoção percentual de
COT
A Tabela 3 encontra-se a remoção
percentual de COT obtidos nas condições
experimentais no tratamento do chorume
em estudo, conforme o planejamento
fatorial fracionado (2 4-1).
De acordo com a lei Federal e Estadual
(governo de São Paulo) é recomendado o
mínimo na redução dos valores de DBO5 (<
60.0 mg O2 L-1), ou o mínimo de 80.0 %
146 AUGMDOMUS. Volumen 5. Año 2013. ISSN:1852-2181
Aplicação de foto-Fenton solar no chorume
Tabela 3. Remoção percentual de COT
Table 3. TOC percent removal
em eficiência no processo de tratamento de
remoção da carga orgânica. Os resultados
mostraram a eficiência de 58.2 % DBO5 e 88.7
% DQO no processo foto-Fenton Solar, porém
não atendeu em relação DBO5. No entanto,
o processo mostrou viabilidade técnica
onde utilizando a luz solar concomitante
ao reagente de Fenton conseguiu obter a
melhora da biodegradabilidade, elevando a
razão DBO5 / DQO de 0.11 a 0.41 (com um
incremento de 273 %). Após o tratamento
foto-oxidativo, este resultado indica que o
chorume houve uma acentuada melhora
na sua biodegradabilidade (Malato et al.,
2000), sendo, assim, possibilitando este ser
enviado a uma estação de tratamento de
lodo ativado, e logo, descartado no corpo
receptor.
Exceto a prata, que em pH alcalino e
na presença de concentração amoniacal
elevada, ocorre a formação de um complexo
solúvel (Vogel, 1981), segundo as Equações
7 e 8.
A redução das concentrações dos íons
metálicos, após a oxidação, ocorreram,
possivelmente, em função dos produtos
pouco solúveis formados em pH alcalino.
Avaliando-se,
ainda,
quimicamente
os resultados analíticos, dois parâmetros
devem ser avaliados em destaque, sendo
as concentrações de DQO e COT. Pode-se
2 Ag+ + 2 NaOH ↔ Ag2O + 2 Na+ + H2O
(7)
Ag2O + 4 NH4OH ↔2[Ag(NH3)2]OH + 3 H2O (8)
Em relação aos parâmetros sem limitação
de concentração máxima, destaca-se a
diminuição significativa dos sólidos (fixos
e voláteis) e a alteração acentuada nas
características visuais (cor e turbidez).
Disponible on line http://revistas.unlp.edu.ar/index.php/domus/issue/current/showToc 147
Cavalcanti et al.
observar que a carga orgânica real final deve
ser considerada em função da concentração
de COT, uma vez que a concentração de
DQO, que diverge significativamente da
concentração de COT, foi incrementada
possivelmente por íons (cátions e ânions)
que reagem com o dicromato de potássio
à quente (cloreto, nitrogênio, ferro, entre
outros) (APHA, 1998). Salienta-se que a
concentração de cloreto no chorume in
natura é de 246.1 mg Cl -1/L e que não foi
detectado concentração residual de peróxido
(< 0.05 mg O22-/L), após o período de 2
horas de reação fotocatalítica.
O
melhor
resultado
experimental
(experimento 13) do planejamento de
delineamento (Tabela 3), atingiu remoções
percentuais de 58.3% DBO, 88.7% DQO
e 82.12% COT, onde a melhor condição
experimental: pH (4.0), intervalo de UV
(15-17 h), quantidade de H2O2 (72.8 g) e
Fe 2+ (9.7 g), conforme mostra a Figura 2,
mostrando as diversas alíquotas retiradas ao
longo do experimento e após a precipitação
do íon de ferro em meio alcalino.
O resíduo gerado após a precipitação
do íon de ferro em meio alcalino conforme
mostra a Figura 2, pode ser reaproveitado
Figura 2. Imagem da degradação do experimento 13.
Figure 2. Picture of experiment 13 degradation.
148 AUGMDOMUS. Volumen 5. Año 2013. ISSN:1852-2181
Aplicação de foto-Fenton solar no chorume
como reagente no processo novamente.
Logo, otimizando o custo do processo.
A segunda alternativa é reutilizar esse
lodo formado para indústria de materiais
cerâmicos, como: telhas e tijolos, para
suprir a demanda da indústria civil. Sabendo
que um resíduo formado deixa de ser um
passivo ambiental quando transformado em
sub-produto no processo (CETESB, 2012).
fotocatalítica. O melhor rendimento foi no
intervalo (15-17 h) da radiação com maior
quantidade de H2O2 (72.8 g), onde a radiação
UV potencializa a reação de formação do
radical hidroxila.
As análises estatísticas (ANOVA) mostrou
a importância e o efeito de cada parâmetro
em seu processo pode ser encontrado na
Tabela 4.
A
avaliação
econômica
(consumo
energético e reagentes) no tratamento do
chorume de acordo com o planejamento
fracionado (24-1) considerou apenas o
processo foto-Fenton Solar.
Os valores obtidos pela análise de
variância conforme a Tabela 4, verificouse que os fatores 2 (H2O2) e 3 (intervalo
UV) apresentaram efeito significativo no
teste (P < 0.05) na redução percentual
de COT, sendo o período do dia (fator 3),
o mais significativo (Montegomery, 2001).
Os outros fatores 4 (Fe2+) e 1 (pH) não
obtiveram valores significativos no processo
conforme a ANOVA (Tabela 4). Segundo
Deng & Englehardt (2006) a obtenção da
melhor condição de pH para o processo fotoFenton foi o intervalo de 2.5 a 4.0. Logo,
no intervalo analisado foi difícil verificar seu
efeito, evidenciando apenas que os piores
resultados fora em pH (2.0). Em relação à
quantidade de Fe2+ utilizada neste trabalho
observou-se uma turvação no sistema,
evidenciando o seu excesso na reação
Avaliação econômica da reação
fotocatalítica
A energia consumida pelos equipamentos
no processo Foto-Fenton Solar com duração
de 2 horas foram: pHmetro (PH21 pH / mV
HANNA) e a bomba centrífuga (BOMAX,
Modelo NH–30 PX–T).
Essa estimativa de consumo energético
dos equipamentos foi realizada pelo
equipamento ICEL ME-2500 (220 V e 60
Hz) e certificado de conformidade com a
numeração (201111011512). E a estimativa
de consumo de reagentes de acordo com os
níveis da planilha é: H2SO4 (98 % m/m),
NaOH (98 % m/m), H2O2 (30 % m/m) e
FeSO4 7H2O (98 % m/m).
O pHmetro consumiu 0,00166 KWh
para o controle operacional e a bomba
centrífuga 0,0276 KWh para o fluxo de
Tabela 4. Análise de variância obtida a partir dos valores de redução percentual de COT.
Table 4. Variance analysis based on TOC percent reduction
Disponible on line http://revistas.unlp.edu.ar/index.php/domus/issue/current/showToc 149
Cavalcanti et al.
reação, totalizando 0,02926 KWh para todos
experimentos realizados.
A otimização na redução de COT foi
avaliada através do cálculo final do consumo
total (energia + reagente) à relação custo/
benefício (menor é melhor), realizado em
cada experimento pode ser encontrado nas
Tabelas 5 e 6.
Analisando os resultados da Tabela 6,
percebe-se que o melhor resultado custo/
benefício da planilha não está relacionado
com o melhor rendimento de degradação.
O melhor desempenho na degradação
fotocatalítica foi 82.12% COT (experimento
13), e o seu resultado em custo/benefício
não é o melhor da planilha, devido ao seu
alto consumo de reagentes principalmente
o H2O2 (30 % m/m), obtendo 4ª menor
relação custo/benefício (2.29) entre todos
os experimentos. Entretanto, torna-se
viável, devido ao seu baixo valor de custo
total (US$ 0.188 / 3 L) do processo,
verificando assim, viabilidade técnicoeconômica para escalas maiores, levandose em conta que a empresa que administra
o aterro sanitário de Cachoeira Paulista-SP,
atualmente transporta em média de 60000
L dia-1 para a SAAEG (Serviço Autônomo de
Água e Esgoto de Guaratinguetá), realizar o
seu pré-tratamento.
CONCLUSÃO
Os resultados experimentais mostraram
que a fotocatálise homogênea atingiu,
resultados
significativos
na
remoção
percentual da carga orgânica com 82.12%
COT, 88.7% DQO, 58.3% DBO5 e o aumento
de sua biodegradabilidade (DBO5 / DQO)
= 0.41. O chorume pré-tratado nesse
processo ainda não atende todos os limites
da legislação da CETESB, entretanto há
possibilidade deste ser enviado a uma
estação de tratamento de lodo ativado, e
logo, descartado no corpo receptor.
Verificou-se através da análise econômica
que o processo foto-Fenton Solar por ter um
Tabela 5. Quantidade de reagente consumida no processo foto-Fenton Solar (2 horas).
Table 5. Amount of consumed reagent solar photo Fenton process (2 hours)
150 AUGMDOMUS. Volumen 5. Año 2013. ISSN:1852-2181
Aplicação de foto-Fenton solar no chorume
Fonte: * 1KWh – US$ 0.16083; Energia Elétrica – Portal Business Brasil (2012).
** Cotação H2SO4 (98% m / m) R$ 1.23 /Kg, NaOH (98% m/m) R$ 3.69 / Kg, H2O2 (30% m/m) R$ 3.05 / Kg e FeSO4 7H2O (98 % m/m) R$ 1.66 / Kg.
J K Comércio e Representação de Produtos Químicos Ltda 29/02/2012.
*** US$ 1.00 = R$ 2.023, Cotação UOL (2012).
**** Fator para avaliar a relação custo-benefício.
Tabela 6. Valores de consumo de reagentes e energia no tratamento de 3 L pelo processo fotoFenton Solar.
Table 6. Consumption values of reagents and energy in 3 L through solar photo-Fenton process.
custo relativamente baixo (US$ 62.67 m-3)
e facilidade operacional, há possibilidade de
realizar testes com escalas maiores, o que
implica em valores de custo menores em
função da aquisição de insumos em maiores
quantidades com menores custos.
AGRADECIMENTOS
Agradecimentos a CAPES (Coordenação
de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior) pelo apoio financeiro.
Disponible on line http://revistas.unlp.edu.ar/index.php/domus/issue/current/showToc 151
Cavalcanti et al.
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