Avaliação do processo Fenton utilizando um resíduo como fonte alternativa de ferro para remoção de azul de metileno em meio aquoso

Abstract

RESUMO Nas últimas décadas, a poluição do meio ambiente vem se tornando cada vez mais intensa, em função do aumento considerável do descarte de resíduos (sólidos e líquidos) no solo e nos cursos d’água. Como forma de minimizar esse impacto, o desenvolvimento tecnológico assume o papel de apresentar técnicas cada vez mais eficazes de degradação de contaminantes. Nesse contexto, os Processos Oxidativos Avançados (POA) se destacam devido ao seu elevado poder oxidante e, consequentemente, alto desempenho na degradação de matéria orgânica recalcitrante. Diante disso, o objetivo da pesquisa foi verificar a utilização de um resíduo industrial (RI), como fonte de ferro em reações do tipo Fenton, para redução de matéria orgânica e cor em meio aquoso. A pesquisa foi realizada com o corante azul de metileno (AM) como molécula modelo nas concentrações de 1.500 e 50 mg/L. Foram realizados três estudos preliminares (EP) da reação Fenton, resultando em 11 experimentos distintos. Com base nas melhores condições dos EP foi realizado o planejamento fatorial (PF). Como resultados, inicialmente, a caracterização do RI evidenciou elevada quantidade de matéria orgânica e de ferro. Posteriormente, os EP permitiram alcançar a condição satisfatória para a reação de Fenton com concentrações de AM = 1.500 mg/L, RI = 20,70 mg/L, H2O2 =1,75 mg/L; e tempo de reação de 180 minutos. No PF essa mesma condição se destacou, alcançando eficiência de 91,8% e 49% de remoção de DQO nas concentrações de AM de 1.500 e 50 mg/L, respectivamente. Ainda, na concentração de 50 mg/L de AM dessa mesma condição, a remoção de cor no comprimento de onda de 605 nm foi de 100%. Os estudos preliminares mostraram que o tratamento do AM com o uso do RI como catalisador na reação Fenton, se apresentou promissor na remoção de matéria orgânica e cor.ABSTRACT In the last decades, the environmental pollution has become more and more intense, due to the considerable increase in the disposal of residues (solids and liquids) in the soil and in watercourses. To minimize this impact, technological development takes on the role of presenting increasingly effective techniques for the degradation of contaminants. In this context, the Advanced Oxidative Processes (AOP) stand out due to their high oxidizing power and, consequently, high performance in the recalcitrant organic matter degradation. Therefore, the aim of the research was to verify the use of an industrial residue (IR), as a source of iron in reactions of the Fenton type, to reduce organic matter and color in aqueous medium. The research was carried out with the methylene blue dye (MB) as a model molecule in the concentrations of 1,500 and 50 mg/L. Three preliminary studies (PS) of the Fenton reaction were conducted, resulting in 11 different experiments. Based on the best conditions of the PS, factorial planning (FP) was carried out. As a result, initially, the characterization of the IR presented a high amount of organic matter and iron. Subsequently, the PS allowed achieving the satisfactory condition for the Fenton reaction with concentrations of MB = 1,500 mg/L, IR = 20,70 mg/L, H2O2 = 1,75 mg/L; and 180 minutes of reaction time. In FP, this same condition stood out, reaching an efficiency of 91.8% and 49% of COD removal at MB concentrations of 1,500 and 50 mg/L, respectively. Furthermore, at the MB concentration of 50 mg/L, in this same condition, the color removal at the wavelength of 605 nm was 100%. Preliminary studies have shown that the treatment of MB with the use of IR as a catalyst in the Fenton reaction, has shown promise in removing organic matter and color.