Fotocatálise Heterogênea com a utilização de luz solar na degradação do Azul de Metileno

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Artigo publicado na Revista Iniciação - edição temática em Sustentabilidade Vol. 4, nº2, Ano 2014
Publicação Científica do Centro Universitário Senac - ISSN 2179-474X

Acesse a edição na íntegra!

http://www1.sp.senac.br/hotsites/blogs/revistainiciacao/?page_id=13

Autores:Ana Paula Menezes de Oliveira e Alexandre Saron

Resumo. Problemas ambientais assolam nossa realidade e, a cada dia, surgem novas soluções para a minimização dos impactos causados, decorrentes das atividades humanas. A busca por tratamentos efetivos ganham o mercado e o meio científico, dentre eles, tratamentos de efluentes por Processos Oxidativos Avançados (POA). Técnicas inovadoras, que impactem cada vez menos o meio ambiente são associadas aos POAs, como a substituição de um catalisador mais agressivo, ao meio, por outro com menor agressividade, além de propor a utilização ao máximo dos recursos naturais para obtenção de energia, como por exemplo, Fotocatálise Heterogênea utilizando a luz solar. Com a finalidade de propor uma técnica alternativa no tratamento de efluentes industriais é que se optou pelo estudo da fotocatálise heterogênea, uma vez que segundo levantamos bibliográficos, tem sido amplamente estudada, no tratamento de efluentes líquidos ou gasosos e se demonstrado versátil na interação com diversos contaminantes. Neste estudo, a utilização da fotocatálise heterogênea para a degradação do azul de metileno, apresentou resultados perceptíveis a olho nu, sendo considerada uma tecnologia válida no tratamento de efluentes industriais contendo corante.
Palavras-chave: Tratamento de efluentes, Processos Oxidativos Avançados (POA), Fotocatálise heterogênea, Azul de metileno, Dióxido de titânio (TiO2).

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  • 1. Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística Edição Temática em Sustentabilidade Vol. 4 no 2 – Agosto de 2014, São Paulo: Centro Universitário Senac ISSN 2179-474X © 2014 todos os direitos reservados - reprodução total ou parcial permitida, desde que citada a fonte portal de revistas científicas do Centro Universitário Senac: http://www.revistas.sp.senac.br e-mail: revistaic@sp.senac.br Fotocatálise Heterogênea com a utilização de luz solar na degradação do Azul de Metileno Heterogeneous Photocatalysis using sunlight in the degradation of Methylene Blue Ana Paula Menezes de Oliveira Centro Universitário Senac - SENAC Área de Ciências Ambientais – Engenharia Ambiental ap.menezesoliveira@hotmail.com Alexandre Saron Centro Universitário Senac - SENAC Área de Ciências Ambientais – Engenharia Ambiental – Professor Orientador alexandre.saron@sp.senac.br Resumo. Problemas ambientais assolam nossa realidade e, a cada dia, surgem novas soluções para a minimização dos impactos causados, decorrentes das atividades humanas. A busca por tratamentos efetivos ganham o mercado e o meio científico, dentre eles, tratamentos de efluentes por Processos Oxidativos Avançados (POA). Técnicas inovadoras, que impactem cada vez menos o meio ambiente são associadas aos POAs, como a substituição de um catalisador mais agressivo, ao meio, por outro com menor agressividade, além de propor a utilização ao máximo dos recursos naturais para obtenção de energia, como por exemplo, Fotocatálise Heterogênea utilizando a luz solar. Com a finalidade de propor uma técnica alternativa no tratamento de efluentes industriais é que se optou pelo estudo da fotocatálise heterogênea, uma vez que segundo levantamos bibliográficos, tem sido amplamente estudada, no tratamento de efluentes líquidos ou gasosos e se demonstrado versátil na interação com diversos contaminantes. Neste estudo, a utilização da fotocatálise heterogênea para a degradação do azul de metileno, apresentou resultados perceptíveis a olho nu, sendo considerada uma tecnologia válida no tratamento de efluentes industriais contendo corante. Palavras-chave: Tratamento de efluentes, Processos Oxidativos Avançados (POA), Fotocatálise heterogênea, Azul de metileno, Dióxido de titânio (TiO2). Abstract. Environmental problems make our reality and every day there are new solutions for minimizing caused the impacts arising from human activities. The search for effective treatments to market gains and the scientific community including effluent treatment by Advanced Oxidation Processes (AOP). Innovative techniques that affect less the environment are associated with the AOP, such as replacement of a catalyst the most aggressive to the other part with less aggressive, and propose to use the most natural resources for energy, such as, Heterogeneous Photocatalysis using sunlight.In order to propose an alternative technique in the treatment of industrial effluents is that it was chosen for study of heterogeneous photocatalysis since according to raise bibliographic has been extensisively studied in the treatment liquid or gaseous effluent and versatile shown in the interaction with more contaminants, This study the use of heterogeneous photocatalysis to the degradation the methylene
  • 2. Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística - Vol. 4 no 2 – Agosto 2014 Edição Temática em Sustentabilidade 2 blue visibly showed results being considered a valid technology in the treatment industrial wastewater containing dye. Key words: Effluent treatment, Advanced Oxidation Processes (AOP), Heterogeneous photocatalysis, Methylene blue, Titanium Dioxide (TiO2). 1. Introdução Um dos males que assolam o mundo é sem dúvida a poluição ambiental, nela está atrelada; o mau uso dos recursos naturais e a ineficiência legal, bem como sua fiscalização, além do desconhecimento das consequências acerca de determinadas substâncias dispostas no meio (TEIXEIRA E JARDIM, 2004). O resultado da preocupação com o meio ambiente é uma dita conscientização, por parte da sociedade, em face aos problemas apresentados. Essa conscientização resulta no estabelecimento de normas e leis cada vez mais restritivas a fim de minimizar impactos no meio ambiente. No Brasil, entretanto, essas medidas ainda são insuficientes, o que gera necessidade de outras soluções, como a proposição de novos tratamentos de efluentes que garantam um baixo nível de contaminantes e destinação adequada aos resíduos gerados (NOGUEIRA E JARDIM, 1997). Como solução, novos processos de tratamento de resíduos estão em desenvolvimento. ‘Processos Oxidativos Avançados’ (POAs), que são um deles, vêm atraindo grande interesse no meio científico por trazerem grandes vantagens à longo prazo (NOGUEIRA E JARDIM, 1997). Esse processo – POA- tem por finalidade a mineralização dos poluentes, ou seja, a conversão em CO2 e H2O e, ácidos minerais como o HCl. Muitos dos POAs ocorrem em temperatura ambiente e utilizam essa energia para produzir intermediários com alto potencial oxidativo e redutivo, que servem para “atacarem” os compostos alvos (BAIRD E CANN, 2011). Entre os POAs, a Fotocatálise Heterogênea (FH) tem sido amplamente estudada, principalmente nas últimas duas décadas. Teve origem na década de setenta, quando pesquisas em células fotoeletroquímicas começaram a ser desenvolvidas com o objetivo de produção de combustíveis a partir de materiais baratos, visando à transformação da energia solar em química. O princípio da fotocatálise heterogênea envolve a ativação de um semicondutor (geralmente, dióxido de titânio, TiO2) por luz solar ou artificial. (NOGUEIRA E JARDIM, 1997). Uma grande variedade de classes de compostos orgânicos tóxicos é passível de degradação por fotocatálise heterogênea. Muitos trabalhos têm demonstrado ser possível a completa degradação de contaminantes orgânicos como: fenol, hidrocarbonetos clorados, clorofenóis, inseticidas, corantes e outros, na presença de TiO2 e da luz solar (NOGUEIRA E JARDIM, 1997). Como ponto central desse estudo, o tipo de poluição a ter maior atenção será quanto à poluição hídrica - decorrente da disposição de compostos químicos, muitas vezes sem tratamento, lançados nos corpos d’água – e, dessa maneira, o estudo aprofundado do tratamento de efluentes por meio da Fotocatálise Heterogênea, utilizando a luz solar para a degradação do composto químico azul de metileno, que segundo Fabrício, 2010 é largamente utilizado em vários tipos de processos produtivos; comumente aplicado na produção de papel e outros materiais como poliésteres e nylons e, além disso, segundo Classificação de Utilização por Substrato e informações obtidas por meio da Associação Brasileira da Indústria Química (ABIQUIM), o azul de metileno por se tratar também de um corante básico pode ser empregado para coloração de couro, lã, e madeira. 2. Fundamentação teórica Azul de metileno
  • 3. Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística - Vol. 4 no 2 – Agosto 2014 Edição Temática em Sustentabilidade 3 O azul de metileno é muito utilizado como um indicador de reações REDOX em química analítica. Soluções com este corante são azuis quando em um ambiente oxidante, mas tornam-se incolores quando expostas a um agente redutor (INSTITUTO DE QUÍMICA DA USP). É classificado como um corante básico, aromático heterocíclico, solúvel em água ou álcool (Lima apud POGGERE et al, 2011), pertence à classe das fenotiazinas (Schiavo, 2010 apud POGGERE et al, 2011) e é reconhecido com a fórmula química C16H18ClN3S. 3H2O. Figura 1. Estrutura molecular do corante azul de metileno FONTE: Merk Chemicals (2011) apud POGGERE et al, 2001 O azul de metileno também é classificado com um corante tiazínico, isto é, básicos e/ou mordentes, segundo Classificações Químicas da ABIQUIM, do tipo catiônico (FABRÍCIO, 2010). Uma das características dos corantes básicos é que são solúveis em água e produzem cátions coloridos em solução, desta forma também são reconhecidos como corantes catiônicos. (Guaratini e Zanoni, 2000 apud POGGERE et al, 2011). Uso Corantes são largamente utilizados em vários tipos de processos produtivos, comumente aplicado na produção de papel e outros materiais como poliésteres e nylons. (FABRÍCIO, 2010). Segundo Classificação de Utilização por Substrato e informações obtidas no sitio da Associação Brasileira da Indústria Química (ABIQUIM), o azul de metileno por se tratar também de um corante básico pode ser empregado para coloração de couro, fibras sintéticas, lã, madeira e papel. Alguns corantes básicos apresentam atividade biológica e são usados em medicamentos como antissépticos (Hunger, 2003 apud POGGERE et al, 2011), por ser também classificado como fenotiazina pode compor medicamentos tais antihistamínicos e antipsicóticos. (FABRÍCIO, 2010), então o azul de metileno pode estar presente, seja nas indústrias têxteis, farmacêuticas, de papel e celulose e etc. Portanto, efluentes que contenham em sua composição corantes, devem ser tratados, de modo a não se obter líquido ainda colorido. Um dos métodos, hoje, que podem ser empregados é o tratamento desses efluentes por POA, conforme será descrito a seguir. Processos Oxidativos Avançados – POA Os POAs, em sua concepção, tendem a ocorrer com uma combinação de agentes oxidantes fortes (Peróxido de Hidrogênio - H2O2 ou Ozônio - O3), irradiação (UV ou ultrassom) e, catalisadores ou fotocatalisadores (íons metálicos) que são estudados atualmente nos processos de tratamento de efluentes, devido ao seu alto poder de oxidação da matéria (BILA, AZEVEDO E DEZZOTTI, 2008). Esse processo – POA – tem por finalidade a mineralização dos poluentes, ou seja, a conversão em CO2 e H2O e, ácidos minerais como o HCl. Muitos dos POAs ocorrem em temperatura ambiente e utilizam essa energia para produzir intermediários com alto potencial oxidativo/ redutor, que servem para “atacarem” os compostos alvos. Em sua maioria, os POAs, envolvem a geração significativa de radicais hidroxilas livre (OH- ), os quais, em solução aquosa tornam-se agentes oxidantes poderosos e por vezes a luz ultravioleta (UV) é comumente utilizada para dar o start up (início) à produção desses radicais livres (BAIRD E CANN, 2011).
  • 4. Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística - Vol. 4 no 2 – Agosto 2014 Edição Temática em Sustentabilidade 4 Assim, pode-se dizer que é favorável no processo de tratamento à geração de radicais livres de hidroxilas, por serem estas, por sua vez, segundo Dezzotti et alii (2008) e Teixeira e Jardim (2004) são espécies muito reativas e com baixa seletividade com constantes de reação na ordem de 106 – 109 M-1s-1; reagem com a maior parte das moléculas orgânicas (TEIXEIRA e JARDIM, 2004; FERREIRA, 2005; TIBURTIUS e PERALTA-ZAMORA, 2005; DEZOTTI, et al, 2008;). Dentre os POAs destacam-se os que incluem ozônio, reativo de Fenton, Foto Fenton e a Fotocatálise com TiO2. Todos esses métodos podem ocorrer com ou sem irradiação UV (BILA, AZEVEDO E DEZZOTTI, 2008; POLEZI, 2003). Os POAs, ainda podem ser classificados quanto aos sistemas típicos existentes, pois podem ser de caráter homogêneo ou heterogêneo. São classificados assim, uma vez que processos que envolvem a presença de catalisadores sólidos são chamados de heterogêneos, enquanto que os demais são os tidos homogêneos. Fotocatálise heterogênea utilizando o TIO2 A fotocatálise heterogênea é o processo que envolve reações redox, induzidas pela radiação solar, na superfície de semicondutores minerais (catalisadores) como, por exemplo, TiO2, CdS, ZnO, WO3, ZnS, BiO3 e Fe2O3 (FERREIRA E DANIEL, 2004). O processo de fotocatálise que, por definição da palavra, deriva de fotoquímica + catálise, consiste na reação catalítica por fotoativação de um semicondutor inorgânico. A energia do fóton deve ser maior ou igual à energia do “band gap” (quantidade mínima de energia requerida para excitar o elétron) do semicondutor e assim provocar a transferência de elétrons (DANIEL, 2001; FERREIRA E DANIEL, 2004; MONTAGNER, PASCHOALINO E JARDIM, 2005; FERREIRA, 2005). Em outras palavras, o mecanismo da fotocatalise heterogênea envolve a fotoativação do semicondutor com a luz solar ou artificial. Todo semicondutor possuí bandas de valência (BV) e bandas de condução (BC), quando esse semicondutor é irradiado com radiação UV, numa energia maior que sua energia de band gap, são gerados elétrons (eBC-) na banda de condução e lacunas (hVB+) na banda de valência (NOGUEIRA E JARDIM, 1997). Dessa forma, sob irradiação, um elétron é transferido da banda de valência (BV) para a banda de condução (BC). Por reações REDOX, que catalisam reações químicas, oxidam compostos orgânicos até mineralizar a matéria, isto é, transformá-la em CO2 e H2O, e reduzindo metais dissolvidos ou outras espécies presentes (ZIOLLI E JARDIM, 1998 apud FERREIRA E DANIEL, 2004). A seguir, Figura 2 do mecanismo simplificado da fotocatálise heterogênea. Figura 2. Mecanismo simplificado da fotoativação de um semicondutor. Fonte: MONTAGNER, PASCHOALINO E JARDIM, 2005. As lacunas fotogeradas mostram potenciais bastante positivos, na faixa de +2,0 a +3,5 volts medidos contra um eletrodo de calomelano saturado dependendo do semicondutor e do pH e podem oxidar a molécula orgânica formando R+ ou reagir
  • 5. Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística - Vol. 4 no 2 – Agosto 2014 Edição Temática em Sustentabilidade 5 com OH- ou H2O oxidando estas espécies a OH. a partir de moléculas de água adsorvidas na superfície do semicondutor (equação 1-3), os quais podem subsequentemente oxidar o contaminante orgânico (NOGUEIRA E JARDIM, 1997). A eficiência da fotocatálise depende da competição entre o processo em que o elétron é retirado da superfície do semicondutor e o processo de recombinação do par elétron/lacuna o qual resulta na liberação de calor (equação 4) (NOGUEIRA E JARDIM, 1997). A energia necessária para ativar o TiO2 é de aproximadamente 3,2 volts - o que corresponde à radiação UV de comprimento de onda inferior à 387 nm. Dentre os semicondutores, o TiO2 tem sido o mais amplamente estudado e aplicado no tratamento de efluentes, pois traz consigo características atrativas, tais como não tóxico, baixo custo, insolubilidade em água, fotoestabilidade, estabilidade química em uma ampla faixa de pH e possibilidade de ativação pela luz solar, o que reduz os custos do processo (NOGUEIRA, ALBERICI & JARDIM, 1997 apud MONTAGNER, PASCHOALINO E JARDIM, 2005). Dióxido de Titânio (TiO2) Existem em três formas alotrópicas para o TiO2 que são: anatase, rutilo e brookite, onde as 2 primeiras são mais ocorrentes. A forma rutilo é inativa para a fotodegradação de compostos orgânicos sendo que a razão para tal hipótese ainda não é totalmente esclarecida. No entanto, a baixa capacidade de adsorção de O2 em sua superfície é apontada como um dos possíveis fatores (NOGUEIRA E JARDIM, 1997; MONTAGNER, PASCHOALINO E JARDIM, 2005). Figura 3. Formas alotrópicas do TiO2. a) anatase e b) rutilo Fonte: CANDAL, et alli., 2001 apud MONTAGNER, PASCHOALINO E JARDIM, 2005. Para reações fotocatalíticas o fotocatalizador deve estar suportado, isto é, fixado em um meio suporte. Existem vários tipos de suportes propostos atualmente, como por exemplo, vidro, sílica-gel, fibras óticas de quartzo, membranas microporosas de celulose, argilas de alumina, monolíticos cerâmicos, zeólitas, aço inoxidável etc (POZZO et alli., 1997 apud BISPO JÚNIOR, 2005). 3. Objetivo Estudo da eficiência da fotocatálise heterogênea, utilizando a luz solar no tratamento de efluentes industriais, sintetizado em laboratório que contenha azul de metileno, com a finalidade de observação na degradação da cor.
  • 6. Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística - Vol. 4 no 2 – Agosto 2014 Edição Temática em Sustentabilidade 6 4. Material e Método Reator Foi confeccionado um reator que consiste basicamente numa placa de vidro jateada de 1,20 X 0.54 m e fixada com dióxido de titânio (TiO2), por onde o efluente irá passar. O efluente é armazenado em um tanque, bombeado até a placa e é coletado novamente no tanque de armazenamento e assim recirculado (FERREIRA e DANIEL, 2004). Figura 4. Representação esquemática dos experimentos Fonte: FERREIRA E DANIEL, 2004. Figura 5. Instalação experimental. Fixação de TiO2 na placa de vidro Seguindo a metodologia aplicada por Ferreira (2005), o catalisador utilizado será o TiO2 e para suportá-lo em vidro segui-se as seguintes etapas: lavagem da placa de vidro com detergente e posteriormente com solução de ácido nítrico a 10% e em seguida foi aplicado a suspensão de TiO2 a 10% ( pH de 3,68), deixado escoar o excesso por gravidade e com o auxilio de um soprador térmico (vazão de ar 240-400 L/min e temperatura de 300 – 500 °C), foi seca a camada do catalisador. Esse processo foi repetido por 3 vezes até obter uma concentração de aproximadamente 10g de TiO2/m2 (FERREIRA, 2005 apud. Ferreira e Nogueira, 1998). Efluente Foi sintetizado em laboratório efluente contendo azul de metileno para ser recirculado no reator. Esse efluente foi preparado com água destilada a uma concentração de 20 ppm de azul de metileno, por se tratar da concentração mínima permissível para analisar a degradação da cor. Operação O reator foi deixado exposto ao sol, voltado para o norte e a inclinação da placa de vidro numa angulação de aproximadamente 23º devido a localização geográfica de São Paulo estar na latitude 23º, de modo a proporcionar, enquanto o sol estiver incidindo sob a placa, uma incidência uniforme em toda ela. Para as análises da degradação do azul de metileno o reator foi operado de 2 a 5 horas e de hora em hora fora recolhida uma amostra com cerca de 50 mL do efluente circulado no reator.
  • 7. Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística - Vol. 4 no 2 – Agosto 2014 Edição Temática em Sustentabilidade 7 5. Resultados e discussão O efluente tinha uma concentração inicial de 20 ppm. Dessas amostras todas foram submetidas a análises químicas para os parâmetros de pH, condutividade e também submetidos a espectrofotometria verificando os níveis de absorbância. Com os dados levantados das análises, também foi possível elaborar um gráfico com a curva de degradação do azul de metileno para todas as análises, conforme seguem: Tabela 1 – Resultados das análises Análise A Horário Amostra Data Início Término pH Condutividade (µS) Absorbância Pura A 11/06/2013 13:30 - 8,08 81,2 2,3821 1A 11/06/2013 13:30 14:30 8,24 102,6 2,3282 2A 11/06/2013 13:30 15:30 8,21 112,6 1,9644 CONDIÇÕES EXPERIMENTAL Volume (litros) Concentração (ppm) Vazão (L/hora) Condições Meteorológicas 2 20 72 Nublado Tabela 2 – Resultados da análise B Análise B Horário Amostra Data Início Término pH Condutividade (µS) Absorbância Pura B 12/06/2013 10:40 - 7,91 84,1 2,3952 1B 12/06/2013 10:40 11:40 8,1 103,9 2,1466 2B 12/06/2013 10:40 12:40 8 125,3 0,8653 3B 12/06/2013 10:40 13:40 7,96 148,8 0,4069 4B 12/06/2013 10:40 14:40 7,9 234 0,1868 CONDIÇÕES EXPERIMENTAL Volume (litros) Concentração (ppm) Vazão (L/hora) Condições Meteorológicas 2 20 72 Tempo claro, com nuvens e com sol Tendo em vista a evaporação considerável do efluente como foi observado nas análises anteriores, foi proposto que o reator operasse com um volume maior, neste caso, foi preparado nova solução do azul de metileno de 5 litros, abaixo, tabela com resultados desta análise: Tabela 3 – Resultados da análise C Análise C Horário Amostra Data Início Término pH Condutividade (µS) Absorbância Pura C 13/06/2013 12:00 - 8,01 87,1 2,4154 1C 13/06/2013 12:00 13:00 8,11 90,1 2,3952 2C 13/06/2013 12:00 14:00 8,14 94 2,3696 3C 13/06/2013 12:00 15:00 8,19 209 2,3396 4C 13/06/2013 12:00 16:00 8,17 104,3 2,1284 5C 13/06/2013 12:00 17:00 8,13 108,3 1,9947 CONDIÇÕES EXPERIMENTAL Volume (litros) Concentração (ppm) Vazão (L/hora) Condições Meteorológicas 5 20 72 Tempo claro, com nuvens e com sol Após o teste com o volume de 5 litros, optou-se diminuir o volume para operação do reator, lidando com situações limites para as análises (quantidade mínima para operação), então a última análise, análise D operou com 2,5 L num total de 4 horas conforme seguem resultados: Tabela 4 – Resultados da análise D Análise D Horário Amostra Data Início Término pH Condutividade (µS) Absorbância Pura D 14/06/2013 12:30 - 7,86 323 2,4018 1D 14/06/2013 12:30 13:30 7,99 110,2 2,3339 2D 14/06/2013 12:30 14:30 8,04 130,9 1,4046
  • 8. Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística - Vol. 4 no 2 – Agosto 2014 Edição Temática em Sustentabilidade 8 3D 14/06/2013 12:30 15:30 8,06 150,7 0,9723 4D 14/06/2013 12:30 16:30 8,06 165,1 0,7503 CONDIÇÕES EXPERIMENTAL Volume (litros) Concentração (ppm) Vazão (L/hora) Condições Metereológicas 2,5 20 72 Ensolarado Figura 6. Curva de degradação do azul de metileno. A seguir figuras 7, 8, 9 e 10 das análises A, B. C e D: Figura 7. Puro A, 1A E 2A respectivamente. Figura 8. Puro B, 1B, 2B, 3B E 4B respectivamente. Figura 9. Puro C, 1C, 2C, 3C, 4C e 5C respectivamente. Figura 10. Puro D, 1D, 2D, 3D E 4D respectivamente. Para a análise A, foi observado as seguintes características na operação; tempo nublado, a bomba operou na vazão de 72 L/h num total de 2 horas com 2L de efluente. Ao fim das coletas observou-se a degradação da cor a olho nu, comparando as 3 amostras coletadas. No segundo dia, análise B, as condições de operação seguiram: tempo claro, com nuvens e insolação esporádica, a bomba operou na mesma vazão 72 L/h com 2L de efluente num total de 4 horas, observou-se considerável degradação da cor. No terceiro dia, análise C, tempo nas mesmas condições da análise B. bomba operando com a mesma vazão, porém em 5 L de efluente, totalizando de 4 horas de operação. Quase não ocorreu a degradação da cor, pelo menos a olho nu. No quarto e último dia, análise D, o tempo estava ensolarado, bomba operando com a mesma vazão, 72L/h, para 2,5 L de efluente e possibilitou verificar a degradação da cor a olho nu. 6. Conclusões A Figura 2 demonstra a degradação da cor de cada análise realizada. Nota-se dois contrapontos principais; A análise C que teve maior intervalo de horas de operação, porém se comparado com a análise B teve menor degradação da cor. A esse fator é atribuído pelo maior volume de operação adotado para análise C, diminuindo a
  • 9. Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística - Vol. 4 no 2 – Agosto 2014 Edição Temática em Sustentabilidade 9 quantidade de ciclos passados pelo reator e também pela não incidência constante de sol sob o reator durante o experimento. Deste modo, pode-se observar que reatores fotocatalíticos são operados com baixos volume, num máximo de 2L, porque o que vai influenciar diretamente a degradação dos compostos analisados no efluente é a quantidade de ciclos que este irá passar pelo fotocatalisador. O sol presente faz com que essa degradação se intensifique, porém foi observado na análise A, primeiro dia, em condições de irradiação solar bem mais amenas do que operadas para as análises B, C e D, ainda sim podemos constatar uma degradação da cor a olho nu, entretanto para análise C, como o reator operou com um volume maior, cerca de 5 litros, a quantidade de vezes que o efluente passou pelo reator foi menor e assim obtivemos uma degradação quase que desprezível, a olho nu. Assim, aumentar o volume para evitar situações limites de falta de efluente a ser bombeado, após algumas horas de operação pode ser uma boa estratégia, mas para termos uma visão perceptível de degradação da cor também teríamos que aumentar a vazão da bomba e assim o efluente passar o maior número de vezes sob a placa. Referências Associação Brasileira da Indústria Química (ABIQUIM): Disponível em: < http://www.abiquim.org.br/corantes/cor_classificacao.asp> Acesso em: 27/04/2011; BAIRD, Colin e CANN, Michael. Química Ambiental. 4ª Edição. Bookman. Porto Alegre, 2011; BILA, Daniele Maia, AZEVEDO, Eduardo Bessa e DEZZOTTI, Márcia. Ozonização e Processos Oxidativos Avançados. In: DEZZOTTI et alii, Márcia. Processos e Técnicas para o Controle Ambiental de Efluentes Líquidos. Rio de Janeiro: E-papers, Série Escola Piloto de Engenharia Química COPPE/UFRJ, 2008; BISPO JÚNIOR, Nilson José de Oliveira. Estudo Cinético e modelagem de um reator fotocatalítico anular com TiO2 imobilizado. 2005. Tese de Doutorado. Dissertação de Mestrado em Engenharia Química, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, 88 p. BOLTON, J.R. Light compendium: ultraviolet principles and applications. EPA-N w s ee (1999), n.66, p.9 37; DEZOTTI, Márcia. Processos e técnicas para o controle ambiental de efluentes líquidos: Volume 5 da Série Escola Piloto de Engenharia Química. Editora E- papers, 2008. FABRÍCIO, Tailena Naiara Rodrigues et al. Produção de Biossurfactante e Biodegradação no Cultivo de Geobacillus stearothermophilus com Corante Azul de Metileno. In: V CONNEPI-2010. 2010. FERREIRA, Ivete Vasconcelos Lopes; DANIEL, Luiz Antonio. Fotocatálise heterogênea com TiO2 aplicada ao tratamento de esgoto sanitário secundário; TiO2 heterogeneous photocatalysis in secondary wastewater treatment. Eng. sanit. ambient, v. 9, n. 4, p. 335-342, 2004. GONÇALVES, Ricardo Franci.; FILHO, Bruno Coraucci.; CHERNICHARO, Carlos Augusto Lemos et alli. Capítulo 6: Desinfecção por radiação ultra violeta. In: GONÇALVEZ, Ricardo Franci, JORDÃO, Eduardo Pacheco e SOBRINHO, Pedro Alem. Capítulo 1. In: GONÇALVES, Ricardo Franci. Desinfecção de efluentes sanitários. Rio de Janeiro : ABES, RiMa, 2003. 438 p. Projeto PROSAB. ISBN 85-86552-72-0; HARM, Walter. Biological effects of ultraviolet radiation. Cambridge: Cambridge University Press, 1980.
  • 10. Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística - Vol. 4 no 2 – Agosto 2014 Edição Temática em Sustentabilidade 10 INTITUITO DE QUÍMICA DA USP, Disponível em: << http://www2.iq.usp.br/pos- graduacao/images/documentos_pae/1sem2010/fisico_quimica/leandro.pdf>> Acesso em: 05/05/2012; MONTAGNER, C. C.; PASCHOALINO, M. P.; JARDIM, W. F. Aplicação da fotocatálise heterogênea na desinfecção de água e ar. Caderno temático, v. 4, 2005. NOGUEIRA, Raquel FP; JARDIM, Wilson F. A fotocatálise heterogênea e sua aplicação ambiental. Química Nova, v. 21, n. 1, p. 69-72, 1998. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/qn/v21n1/3471.pdf> Acesso em: 02/05/2012; POLEZI, Mauricio. Aplicação de processo oxidativo avançado (H2O2/UV) no efluente de uma ETE para fins de reuso. 2003. Disponível em: << http://www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?view=vtls000313574>>. Acessado em: 12/03/2013; POGGERE, Paula Andreia et al. Azul de Metileno: Propriedades e Tratamentos. Anais do III ENDICT – Encontro de Divulgação Científica e Tecnológica. Universidade Tecnológica Federal do Paraná- Câmpus Toledo, 2011. Disponível em: < http://www.utfpr.edu.br/toledo/estrutura-universitaria/diretorias/dirppg/anais-do- endict-encontro-de-divulgacao-cientifica-e-tecnologica/anais-do-iii- endict/AZUL%20DE%20METILENO%20PROPRIEDADES%20E%20TRATAMENTOS.pdf> Acesso em: 27/04/2011; POZZO, Roberto L.; BALTANAS, Miguel A.; CASSANO, Alberto E. Supported titanium oxide as photocatalyst in water decontamination: state of the art. Catalysis Today, v. 39, n. 3, p. 219-231, 1997. TEIXEIRA, C. P. A. B.; JARDIM, W. de F. Processos oxidativos avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, v. 3, p. 83, 2004. Disponível em: http://lqa.iqm.unicamp.br/cadernos/caderno3.pdf Acesso em: 27/04/2012; TIBURTIUS, Elaine Regina Lopes; PERALTA-ZAMORA, Patricio; EMMEL, Alexandre and LEAL, Elenise Sauer. Degradação de BTXs via processos oxidativos avançados. Quím. Nova [online]. 2005, vol.28, n.1, pp. 61-64. ISSN 0100-4042;