Uma aplicação do processo de oxidação avançada no tratamento de efluentes oleosos industriais.

Oct 18, 2023

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 3420 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

O processo de oxidação avançada, via processo de oxidação fotocatalítica, foi demonstrado neste estudo como uma das técnicas promissoras de tratamento simulado de efluentes oleosos. Vários fatores efetivos como concentração inicial de óleo, dose de catalisador, velocidade de agitação (rpm), valor de pH e dose de peróxido de hidrogênio (H2O2) influenciando na taxa de degradação fotocatalítica de águas residuais oleosas foram investigados. O catalisador utilizado neste trabalho foi o dióxido de titânio (TiO2). A solubilidade do óleo em água foi aumentada usando emulsificante. Os resultados indicaram que o processo de oxidação fotocatalítica tem uma boa porcentagem de remoção de óleo de efluentes oleosos atingindo 98,43% nos parâmetros operacionais ótimos de 1 g/L de concentração inicial de óleo, 850 rpm, 8 pH, 3 mL H2O2 e 1,5 g/L de TiO2 após 40 min de tempo de irradiação. A reação de degradação segue uma cinética de primeira ordem com um coeficiente de correlação (R2) de 93,7%. Por fim, a aplicação de processos de oxidação fotocatalítica nesses parâmetros operacionais ótimos em um efluente oleoso industrial coletado de um fluxo de efluente de Ras Shukair em Red See fornecido pela Asuit Petrochemical Company foi feito no Egito. Os resultados mostraram que a melhor remoção de óleo (99%) foi alcançada após a adição de 3 mL de H2O2 em um tempo de reação de 40 min em comparação com sem adição de H2O2.

Os recentes aumentos da actividade humana ao nível dos sectores domésticos1, sectores agrícolas2 e sectores municipais3 resultaram no aumento dos contaminantes orgânicos nas estações de tratamento de águas residuais, o que provoca uma descarga em corpos de água que não cumprem os critérios de segurança e ambientais. Devido ao seu perigo, águas residuais contaminadas com óleo podem realmente prejudicar o meio ambiente. Com a necessidade de mais postos de gasolina para atender o crescente número de automóveis, a proporção de efluentes poluídos com diesel/gasóleo dessas instalações também cresceu. Humanos que usam diesel ou gasóleo podem ter irritação na pele e nos olhos, porém impactos adicionais não foram bem estudados4. O diesel é um tóxico, pois contém hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), que têm a possibilidade de causar câncer humano e são prejudiciais à saúde humana5. Para o escoamento de efluentes oleosos em águas superficiais ou sistemas de esgoto, foram criadas normas e regulamentos. Essas leis podem diferir de uma nação para outra e até mesmo dentro de uma nação.

A necessidade de tratamento de águas residuais é ditada pelo aumento global na liberação de águas residuais escorregadias, controles rigorosos para a liberação de esguicho e constante esforço para reutilizar águas residuais tratadas. A seleção de métodos de tratamento para águas residuais suaves é influenciada por fatores que incluem a composição das águas residuais, desafios administrativos, preços, eficácia do tratamento e uso final das águas residuais6. As técnicas convencionais para o tratamento de águas residuais oleosas incluem flotação por ar dissolvido, emulsificação, coagulação química, separação por gravidade, floculação, sedimentação e tratamento biológico7. No entanto, esses métodos requerem um longo tempo de sedimentação, um grande espaço de terra e envolvem sérios problemas de manuseio de lodo8. O lodo produzido precisará ser tratado por novos métodos, como a adição de nanopartículas para produzir biogás a partir do lodo9, portanto, de acordo com a qualidade da água natural e a deficiência de água limpa, é necessário o desenvolvimento de tecnologias e tratamentos de águas residuais baratos.

No entanto, é um desafio reunir um único método ou procedimento para satisfazer as limitações necessárias para o escoamento devido à complexidade do conteúdo orgânico das águas residuais oleosas. Nesse sentido, os pesquisadores estão trabalhando continuamente para criar uma estratégia terapêutica bem-sucedida. Processos avançados de oxidação (AOPs), uma alternativa aos métodos tradicionais de tratamento, têm sido pesquisados ​​para o tratamento de efluentes contaminados com óleo. Intermediários altamente reativos, como radicais hidroxila (HO·), radicais sulfato, O2–·, H2O2 e O3 são usados ​​em AOPs para danificar e mineralizar os contaminantes orgânicos em águas residuais por processos de oxidação10. Essas formas de oxigênio são responsáveis ​​pela oxidação e redução de compostos ligados à superfície do catalisador. O principal mecanismo principal nos processos de tratamento de POA radical baseados em UV é o uso de luz ultravioleta para iniciar a geração de radicais hidroxila por fotólise direta de peróxido de hidrogênio (H2O2), reações de foto-Fenton ou fotocatálise heterogênea. Para o tratamento de água potável e as instalações de reuso de água, suas tecnologias foram estabelecidas e lançadas. Além disso, cientistas e pesquisadores que trabalham no campo do meio ambiente estão constantemente pesquisando uma série de AOPs, incluindo aqueles ligados ao processamento eletroquímico, utilização de feixe de elétrons, plasma, micro-ondas e ultrassom. Tais processos incluem processos homogêneos e heterogêneos que podem ser incluídos pela luz UV para intensificar a reação. Esta luz UV pode ser proveniente da luz natural do sol ou de uma lâmpada artificial simulada. Processos homogêneos como reagente de Fenton, H2O2 e ozônio e fotocatálise heterogênea usando semicondutores como TiO2, Fe2O3, CdS, GaP, ZnS e ZnO11.