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Oxidação através de H 2 O 2 /UV Conjuga a fotólise de moléculas orgânicas, com a oxidação direta do H 2 O 2 e ainda com a grande formação de radicais 0.

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Processos Oxidativos Avançados POAs - Motivação O que fazer quando um contaminante encontra-se em pequenas concentrações (poucos ppms ou mesmo ppbs)? O.

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1 Oxidação através de H 2 O 2 /UV Conjuga a fotólise de moléculas orgânicas, com a oxidação direta do H 2 O 2 e ainda com a grande formação de radicais 0 OH devido a quebra do peróxido através da irradiação por radiação UV: H 2 O 2 +hv 2 0 OH Ou através da reação com o redical O 2 -:

2 Ozônio O conhecimento do poder oxidativo do ozônio data de praticamente um século. A utilização do ozônio para a desinfecção de água potável é conhecida desde o início deste século, mais precisamente em 1906 em Nice na França. Atualmente o ozônio vem sendo utilizado também para outros fins, como: Oxidante no controle da flora e odor Remoção da cor Remoção de Ferro e Manganês No auxílio da floculação

3 Ozônio O ozônio é comumente produzido por descarga elétrica (plasma frio) no ar ou oxigênio puro e esta reação pode ser catalisada por radiação, ultrasom, H 2 O 2 e catalisadores homogêneos (metais).

4 Ozônio Ozônio, a forma triatômica do oxigênio, é um gás incolor de odor pungente. Em fase aquosa, o ozônio se decompõe rapidamente a oxigênio e espécies radicalares. O ozônio é um agente oxidante poderoso (E 0 = 2,08 V) quando comparado a outros agentes oxidantes conhecidos como por exemplo H 2 O 2 (E 0 = 1,78 V) permitindo com que esta espécie reaja com uma numerosa classe de compostos

5 Ozônio A oxidação de substâncias orgânicas, quando se utiliza o ozônio é, portanto, uma combinação da oxidação pelo ozônio molecular com a oxidação pelos radicais 0 OH formados na decomposição do ozônio. A eficiência do processo será dependente do pH e das substâncias orgânicas presentes. Ozonização Oxidação Direta Oxidação Indireta

6 Ozônio: Oxidação direta Através deste processo a molécula de ozônio pode reagir diretamente com outras moléculas orgânicas ou inorgânicas via adição eletrofílica. O ataque eletrofílico do ozônio pode acontecer a átomos com uma densidade de carga negativa (N, P, O ou carbonos nucleofílicos) ou a ligações duplas ou triplas do tipo carbono-carbono, carbono-nitrogênio e nitrogênio-nitrogênio

7 Ozônio: Oxidação indireta Indiretamente, o ozônio pode reagir através de reação radicalar (principalmente.OH) que é gerado pela decomposição do ozônio O 3 /UV

8 Ozônio: Efluente têxtil Para o tratamento de efluente têxtil o ozônio se mostra muito atrativo. Geralmente, os cromóforos encontrados neste efluente são compostos orgânicos com grande conjugação de ligações duplas como mencionado acima. Estas ligações podem ser rompidas por ozônio (direta ou indiretamente) formando moléculas menores descolorindo assim o efluente.

9 Ozônio: tratamento de chorume Pode-se observar que o pré-tratamento do chorume reduz a cor do chorume e otimiza a ozonização, uma vez que menores concentrações de ozônio são necessárias para torná-lo mais biodegradável.

10 Ozônio: desativação de microorganismos

11 Ozônio: reatores Para um bom rendimento do processo de ozonização é importante que tenhamos uma maior área de transferência entre as bolhas de O 3 e o efluente. Para tal temos diversos desenhos de reatores: colunas de borbulhamento em contra-corrente, leito recheado, coluna compratos, misturadores estáticos, reatores com jatos de O 3 e vasos agitados.

12 Ozônio: parâmetros ótimos de operação pH: mais eficiente para valores elevados; Pressão parcial de O 3 : quanto maior a pressão de O 3, maior a taxa de reação, mas maior o custo!; Presença de espécies capazes de capturar radicais (íons, substâncias húmicas, HCO 3 - ): são prejudiciais quando no processo indireto; Temperatura de operação: com aumento da temperatura a taxa da reação é maior e a solubilidade de O 3 é reduzida; Presença de catalisadores: catalisadores como TiO2 fixos em alumina, Fe (II), Mn (II) podem ser usados para aumentar a formação de radicais;

13 Ozônio associado a outros processos oxidativos (O 3 + UV) O 3 + UV em meio aquoso Fotólise do O 3 no ar (185 nm) Uma das limitações que o processo apresenta é de que o meio não deve ser opaco, conter sólidos em suspensão, uma vez que a transmissão da luz UV no meio é fundamental para a formação de radicais OH e muitos são os efluentes que não atendem a esta especificação.


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