{"id":36515,"date":"2022-04-28T08:04:51","date_gmt":"2022-04-28T08:04:51","guid":{"rendered":"https:\/\/stage.ionexchangeglobal.com\/?page_id=36515"},"modified":"2023-09-18T15:21:09","modified_gmt":"2023-09-18T09:51:09","slug":"sistemas-avancados-de-oxidacao","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/ionexchangeglobal.com\/int\/pt\/sistemas-avancados-de-oxidacao\/","title":{"rendered":"Sistemas Avan\u00e7ados de Oxida\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"\t\t
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Processo de Fenton<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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O reagente de Fenton \u00e9 uma solu\u00e7\u00e3o de per\u00f3xido de hidrog\u00eanio e um catalisador de ferro usado para oxidar contaminantes ou \u00e1guas residuais. O reagente de Fenton pode ser usado para destruir compostos org\u00e2nicos como tricloroetileno (TCE) e tetracloroetileno (PCE).
O ferro (II) \u00e9 oxidado pelo per\u00f3xido de hidrog\u00eanio em ferro (III), formando um radical hidroxila e um \u00edon hidr\u00f3xido no processo. O ferro (III) \u00e9 ent\u00e3o reduzido novamente a ferro (II) por outra mol\u00e9cula de per\u00f3xido de hidrog\u00eanio, formando um radical hidroperoxil e um pr\u00f3ton. O efeito l\u00edquido \u00e9 uma despropor\u00e7\u00e3o do per\u00f3xido de hidrog\u00eanio para criar duas esp\u00e9cies diferentes de radicais de oxig\u00eanio, com \u00e1gua (H+ + OH-) como subproduto.<\/p>

Fe2+ \u200b\u200b+ H2O2 \u2192 Fe3+ + HO\u2022 + OH-<\/p>

Fe3+ + H2O2 \u2192 Fe2+ + HOO\u2022 + H+<\/p>

Os radicais livres gerados por este processo envolvem-se ent\u00e3o em rea\u00e7\u00f5es secund\u00e1rias. Por exemplo, a hidroxila \u00e9 um oxidante poderoso e n\u00e3o seletivo. A oxida\u00e7\u00e3o de um composto org\u00e2nico pelo reagente de Fenton \u00e9 r\u00e1pida e exot\u00e9rmica e resulta na oxida\u00e7\u00e3o de contaminantes principalmente em di\u00f3xido de carbono e \u00e1gua.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Oxida\u00e7\u00e3o com Oz\u00f4nio<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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O oz\u00f4nio \u00e9 um agente altamente oxidante e pode reagir com um substrato org\u00e2nico, atrav\u00e9s de uma rea\u00e7\u00e3o lenta e seletiva abaixo ou atrav\u00e9s de uma rea\u00e7\u00e3o radical r\u00e1pida e n\u00e3o seletiva produzindo HO\u2022. Foi demonstrado que a decomposi\u00e7\u00e3o do oz\u00f4nio em solu\u00e7\u00e3o aquosa forma HO\u2022, especialmente quando iniciada por OH-.<\/p>

A rota pode ser iniciada de diferentes maneiras, por HO2-, HCOO-, Fe2+, subst\u00e2ncias h\u00famicas ou principalmente por HO-. \u00c9 por isso que, em princ\u00edpio, a ozoniza\u00e7\u00e3o \u00e9 sensivelmente mais eficiente em meios alcalinos, apresentando um pH \u00f3timo em torno de 9. Com a ozoniza\u00e7\u00e3o, os org\u00e2nicos complexos s\u00e3o transformados em alde\u00eddos, cetonas ou \u00e1cidos carbox\u00edlicos, todos compostos facilmente biodegrad\u00e1veis. A ozoniza\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m \u00e9 vers\u00e1til para ser combinada com outros POAs convencionais ou.<\/p>

Contudo, do ponto de vista operacional, existem limita\u00e7\u00f5es associadas \u00e0 transfer\u00eancia de massa de ozono g\u00e1s-l\u00edquido. Consequentemente, o processo requer um projeto de reator eficiente para maximizar o coeficiente de transfer\u00eancia de massa de oz\u00f4nio; aumentando a \u00e1rea interfacial de contato. Al\u00e9m disso, aumentar o tempo de reten\u00e7\u00e3o no reactor atrav\u00e9s de grandes colunas de bolhas, ou aumentar a solubilidade do ozono atrav\u00e9s do aumento da press\u00e3o para v\u00e1rias atmosferas, pode ser eficaz.<\/p>

A adi\u00e7\u00e3o de H2O2 ao sistema de ozoniza\u00e7\u00e3o aumenta a capacidade de oxida\u00e7\u00e3o do processo atrav\u00e9s de rea\u00e7\u00f5es secund\u00e1rias. O per\u00f3xido de hidrog\u00eanio inicia a decomposi\u00e7\u00e3o do O3 por transfer\u00eancia de el\u00e9trons.<\/p>

O3 + H2O2 \u2192 HO\u2022 + O2 + HO2\u2022.<\/p>

O processo \u00e9 caro, mas r\u00e1pido, e pode tratar poluentes org\u00e2nicos em concentra\u00e7\u00f5es muito baixas (ppb), em pH entre 7 e 8; a propor\u00e7\u00e3o molar ideal de 03\/H2O2 \u00e9 2:1. Um dos principais campos de aplica\u00e7\u00e3o deste tratamento \u00e9 na degrada\u00e7\u00e3o de pesticidas. Tamb\u00e9m \u00e9 eficaz para o p\u00f3s-tratamento de \u00e1gua previamente tratada com cloro porque pode decompor tri-halometanos ou compostos relacionados.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Processo de oxida\u00e7\u00e3o fotoqu\u00edmica<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Quando o oz\u00f4nio \u00e9 combinado com a radia\u00e7\u00e3o UV, ocorrem v\u00e1rios processos. A irradia\u00e7\u00e3o do oz\u00f4nio na \u00e1gua leva \u00e0 forma\u00e7\u00e3o quantitativa de H2O2: A fot\u00f3lise do H2O2 pela radia\u00e7\u00e3o UV produz dois radicais hidroxila por cada mol\u00e9cula de per\u00f3xido de hidrog\u00eanio; o reagente tamb\u00e9m reage com 03:
Assim como o H2O2, o oz\u00f4nio reage com os radicais hidroxila para formar radicais super\u00f3xido:
Como o oz\u00f4nio tem um coeficiente de absor\u00e7\u00e3o mais alto que o H2O2, este AOP combinado pode ser usado para tratar \u00e1gua com alta absor\u00e7\u00e3o de UV. A efici\u00eancia \u00e9 superior \u00e0 de Oz ou UV direto, pois pode ser utilizada luz UV-B (280-315 nm), evitando o uso de reator de quartzo.
Quando a irradia\u00e7\u00e3o UV-C \u00e9 utilizada, a fot\u00f3lise do O3 gera HO adicional\u2022. e outros oxidantes, com o consequente aumento da efici\u00eancia.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Processos de oxida\u00e7\u00e3o avan\u00e7ados (AOPs)<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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POA, num sentido lato, refere-se a um conjunto de procedimentos de tratamento qu\u00edmico concebidos para remover materiais org\u00e2nicos (e por vezes inorg\u00e2nicos) em \u00e1gua e \u00e1guas residuais por oxida\u00e7\u00e3o atrav\u00e9s de rea\u00e7\u00f5es com radicais hidroxila (OH). Em tais processos qu\u00edmicos que empregam oz\u00f4nio (O3), per\u00f3xido de hidrog\u00eanio (H2O2) e\/ou luz UV. Um desses tipos de processo \u00e9 denominado oxida\u00e7\u00e3o qu\u00edmica in situ.<\/p>

Os AOPs dependem da produ\u00e7\u00e3o in-situ de radicais hidroxila (OH) altamente reativos. Estas esp\u00e9cies reativas s\u00e3o os oxidantes mais fortes que podem ser aplicados na \u00e1gua e podem praticamente oxidar qualquer composto presente na matriz da \u00e1gua. Consequentemente, o OH reage de forma n\u00e3o seletiva uma vez formado e os contaminantes ser\u00e3o r\u00e1pida e eficientemente fragmentados e convertidos em pequenas mol\u00e9culas inorg\u00e2nicas. Os radicais hidroxila s\u00e3o produzidos com a ajuda de um ou mais oxidantes prim\u00e1rios (por exemplo, oz\u00f4nio, per\u00f3xido de hidrog\u00eanio, oxig\u00eanio) e\/ou fontes de energia (por exemplo, luz ultravioleta) ou catalisadores (por exemplo, di\u00f3xido de tit\u00e2nio).<\/p>

O procedimento AOP \u00e9 particularmente \u00fatil para tratar materiais biologicamente t\u00f3xicos ou n\u00e3o degrad\u00e1veis, tais como arom\u00e1ticos, pesticidas, constituintes de petr\u00f3leo, etc., presentes em \u00e1guas residuais. Al\u00e9m disso, os POA podem ser usados \u200b\u200bpara tratar efluentes de \u00e1guas residuais tratadas secund\u00e1rias, que s\u00e3o ent\u00e3o chamadas de tratamento terci\u00e1rio. Os materiais contaminantes s\u00e3o convertidos em grande parte em compostos inorg\u00e2nicos est\u00e1veis, como \u00e1gua, di\u00f3xido de carbono e sais, ou seja, sofrem mineraliza\u00e7\u00e3o.<\/p>

De um modo geral, a qu\u00edmica nos AOPs pode ser essencialmente dividida em tr\u00eas partes:<\/p>

Forma\u00e7\u00e3o de OH
Ataques iniciais \u00e0s mol\u00e9culas alvo por OH e sua quebra em fragmentos.
Ataques subsequentes por OH at\u00e9 a mineraliza\u00e7\u00e3o final.<\/p>

A ozoniza\u00e7\u00e3o, UV\/H2O2 e oxida\u00e7\u00e3o fotocatal\u00edtica dependem de diferentes mecanismos de gera\u00e7\u00e3o de OH:<\/p>

UV\/H202:
H202 + UV \u2192 2-OH
AOP baseado em oz\u00f4nio:
O3 + HO – HO2 + O2
O3 + HO2 \u2192 HO2: + 03
03: +H+ -HO3.
H03. \u2192 OH + O2
Oxida\u00e7\u00e3o fotocatal\u00edtica com TiO2:
TiO2 + UV + e +h+
Ti(IV) + H2O = Ti(IV)-H20
Ti(IV)-H20 +h+ = Ti(IV)–OH + H+<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Vantagens<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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  • Poderia efetivamente eliminar compostos org\u00e2nicos na fase aquosa, em vez de coletar ou transferir poluentes para outra fase.<\/li>
  • Devido \u00e0 not\u00e1vel reatividade do OH, ele reage virtualmente com quase todos os poluentes aquosos sem muita discrimina\u00e7\u00e3o. Os POA poderiam, portanto, ser aplic\u00e1veis \u200b\u200bem muitos, se n\u00e3o em todos, cen\u00e1rios onde se espera que muitos contaminantes org\u00e2nicos sejam removidos ao mesmo tempo.<\/li>
  • Alguns metais pesados \u200b\u200btamb\u00e9m podem ser removidos na forma de M(OH)x precipitado.<\/li>
  • Em alguns projetos de POA, a desinfec\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m poderia ser alcan\u00e7ada, levando os POA a uma solu\u00e7\u00e3o integrada para alguns dos problemas de qualidade da \u00e1gua.<\/li>
  • Dado que o produto de redu\u00e7\u00e3o completo do OH \u00e9 o H20, os POA teoricamente n\u00e3o introduzem quaisquer novas subst\u00e2ncias perigosas na \u00e1gua.<\/li><\/ul>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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    Desvantagens<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    • Mais importante ainda, os custos dos POA s\u00e3o demasiado elevados, uma vez que \u00e9 necess\u00e1ria uma entrada cont\u00ednua de reagentes qu\u00edmicos dispendiosos para manter o funcionamento da maioria dos sistemas de POA.<\/li>
    • Algumas t\u00e9cnicas requerem pr\u00e9-tratamento de \u00e1guas residuais para garantir um desempenho confi\u00e1vel, o que pode ser potencialmente caro e tecnicamente exigente. Por exemplo, a presen\u00e7a do \u00edon bicarbonato (HCO3-) pode reduzir sensivelmente a concentra\u00e7\u00e3o de \u2022OH devido a processos de elimina\u00e7\u00e3o que produzem H20 e uma esp\u00e9cie muito menos reativa, .CO3-. Como resultado, o bicarbonato deve ser eliminado do sistema ou os AOPs ser\u00e3o comprometidos.<\/li>
    • Dados os custos potenciais, os POA podem n\u00e3o tratar individualmente uma grande quantidade de \u00e1guas residuais; em vez disso, os POA devem ser implementados na fase final, ap\u00f3s o tratamento prim\u00e1rio e secund\u00e1rio terem removido com sucesso uma grande propor\u00e7\u00e3o de contaminantes.<\/li><\/ul>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      Processo de Fenton O reagente de Fenton \u00e9 uma solu\u00e7\u00e3o de per\u00f3xido de hidrog\u00eanio e um catalisador de ferro usado para oxidar contaminantes ou \u00e1guas residuais. 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