Ferritas de pilha aplicadas na remoção de azul de metileno e desenvolvimento de um protótipo de um reator para o processo foto-Fenton heterogêneo.

Abstract

Problemas ambientais como o descarte inadequado das pilhas utilizadas que geram contaminação de solo e águas freáticas com metais pesados, e de corantes das indústrias têxtil, os quais são perdidos após o processo de tingimento e podem alcançar águas naturais, necessitam de novas alternativas de tratamento e mitigação. Umas das recentes alternativas para o tratamento de efluentes são os processos foto-Fenton heterogêneos, que oferecem vantagens como o aproveitamento da energia solar, alta eficiência, e fácil etapa de recuperação do catalisador, reduzindo os custos associados a etapas de pós-tratamento e oferecendo maior viabilidade ao processo. Este trabalho teve como objetivo avaliar as ferritas de Zn/Mn obtidas a partir de pilhas descartadas em aplicações fotocatalíticas utilizando-as como catalisador no processo foto-Fenton heterogêneo para degradar o corante azul de metileno (AM). Pretende-se desenvolver um protótipo de reator onde as ferritas estejam suportadas magneticamente e que o tratamento do efluente seja em fluxo contínuo. Nos ensaios em batelada determinaram-se os valores de reagentes para se atingir a condição ótima do processo 10 mmolLˉ¹ de H₂O₂, 0,1% mvˉ¹ de ferrita, tempo de residência de 2 horas e área superficial de exposição 0,7 cm² por mL de solução. Não houve necessidade de agitação ou refrigeração. Nestes ensaios atingiram-se valores superiores a 98% de remoção de AM sob irradiação de 20-40 Jcmˉ² e total remoção de cor para a mesma dose de energia. Os experimentos controles não apresentaram degradação significativa, assim como o experimento para avaliar a adsorção do AM no catalisador, demonstrando o potencial do catalisador desenvolvido. Com base nesses resultados, desenvolveu-se um reator em fluxo contínuo com o catalisador suportado externamente por imãs. Neste reator, com volume de residência de 1,0 L e uma vazão de aproximadamente 6 mLminˉ¹ de solução, foi possível degradar AM em fluxo contínuo com uma eficiência de remoção maior que 95% e total remoção da cor desde que se garanta a dose de energia entre 30 e 40 Jcmˉ²( aprox. duas horas de irradiação). Nesta condição, atingiu-se uma redução de COT próxima a 60%. Por outro lado, como o catalisador está suportado em um imã, não há perda de ferro para o ambiente e também não há formação de lodo de hidróxido de ferro evitando assim pós-tratamentos para recuperação de ferro.