TRATAMENTO DE EFLUENTES POR OZONIZAÇÃO

Apresentação em tema: "TRATAMENTO DE EFLUENTES POR OZONIZAÇÃO"— Transcrição da apresentação:

1 TRATAMENTO DE EFLUENTES POR OZONIZAÇÃO
PQI Tratamento de água e efluentes: Processos avançados Escola Politécnica da Universidade de São Paulo TRATAMENTO DE EFLUENTES POR OZONIZAÇÃO Bruno Pinheiro ( ) Priscila Cola ( ) São Paulo, 23 de Novembro de 2017.

2 OZONIZAÇÃO - FUNDAMENTOS
A ozonização é uma técnica de oxidação química que tem como agente oxidante o ozono (O3) , desenvolvida a fim de diminuir a toxicidade dos efluentes industriais e assim minimizar seu impacto ambiental.

3 OZONIZAÇÃO - FUNDAMENTOS
A ozonização é uma técnica de oxidação química que tem como agente oxidante o ozono (O3) , desenvolvida a fim de diminuir a toxicidade dos efluentes industriais e assim minimizar seu impacto ambiental. Elevado potencial padrão de redução (E0 = 2,08 V), possibilitando sua reação com diversos compostos orgânicos. Em condições apropriadas (meio alcalino) leva a geração de formação do radical hidroxila, cujo potencial de redução é ainda mais alto (E0 = 2,80 V).

4 Princípio de funcionamento
OZONIZAÇÃO - FUNDAMENTOS A ozonização é uma técnica de oxidação química que tem como agente oxidante o ozono (O3) , desenvolvida a fim de diminuir a toxicidade dos efluentes industriais e assim minimizar seu impacto ambiental. Elevado potencial padrão de redução (E0 = 2,08 V), possibilitando sua reação com diversos compostos orgânicos. Em condições apropriadas (meio alcalino) leva a geração de formação do radical hidroxila, cujo potencial de redução é ainda mais alto (E0 = 2,80 V). Geração de O3 Método de geração de O3 Princípio de funcionamento Fonte de geração Elétrico Descarga elétrica Ar ou O2 Eletroquímico Eletrólise Água Fotoquímico Irradiação Água, O2 Radiação Raios x e gama Térmico Ionização por arco de luz Fonte: Gottschalk, C.; Libra, J. A.; Saupe, A.; Ozonation of Water and Waste Water: A practical Guide to Understanding Ozone and its Application. Wiley-VCH, 2000.

5 OZONIZAÇÃO - FUNDAMENTOS
Aplicações: Aumentar o grau de biodegrabilidade de compostos orgânicos. Remover cor e odor. Mineralização de poluentes em CO2, H2O e íons inorgânicos

6 OZONIZAÇÃO - FUNDAMENTOS
Aplicações: Aumentar o grau de biodegrabilidade de compostos orgânicos. Remover cor e odor. Mineralização de poluentes em CO2, H2O e íons inorgânicos Fonte: Ikehata et al., 2007

7 REAÇÕES ENVOLVIDAS Fonte: Gottschalk, C.; Libra, J. A.; Saupe, A.; Ozonation of Water and Waste Water: A practical Guide to Understanding Ozone and its Application. Wiley-VCH, 2000.

8 REAÇÕES ENVOLVIDAS Fonte: Gottschalk, C.; Libra, J. A.; Saupe, A.; Ozonation of Water and Waste Water: A practical Guide to Understanding Ozone and its Application. Wiley-VCH, 2000.

9 REAÇÕES ENVOLVIDAS Fonte: Gottschalk, C.; Libra, J. A.; Saupe, A.; Ozonation of Water and Waste Water: A practical Guide to Understanding Ozone and its Application. Wiley-VCH, 2000.

10 GERADORES DE OZÔNIO Irradiação (185nm).
O2 + UV light → O + O λ < 242 nm O + O2 + M → O3 + M Balanço: 2O2 + UV light → O + O3 Baixo custo de instalação. Baixa formação de subprodutos indesejáveis (óxidos de nitrogênio). Fonte:

11 GERADORES DE OZÔNIO Irradiação (185nm).
Baixas concentrações de ozônio produzido. Estudos promissores com utilização de lâmpadas VUV. Alto custo energético. Baixa vida útil das lâmpadas.

12 GERADORES DE OZÔNIO Descarga de corona. Altas concentrações de ozônio.
Vida útil longa (10 anos). Fonte:

13 GERADORES DE OZÔNIO Descarga de corona.
Humidade leva a geração de óxidos de nitrogênio e ácido nítrico. Grande parte da energia é perdida na forma de calor - necessidade de refrigeração. Fonte:

14 Fonte: https://www.google.ch/patents/US3942020
GERADORES DE OZÔNIO Descarga de corona. Fonte:

15 Fonte: http://www.spartanwatertreatment.com/TPF-ozone-generator.html
GERADORES DE OZÔNIO Descarga de corona. 800 a 37,000 g O3/h Ar ou oxigênio. Refrigeração a água. Fonte:

16 MISTURADORES Difusor GasTran Ozone injection
Fonte:

17 Fonte: https://www.google.ch/patents/US3942020
MISTURADORES Injeção em canal secundário. Fonte:

18 EXEMPLO DE APLICAÇÃO Degradação de Ibuprofeno
Fonte: Keisuke Ikehata , Naeimeh Jodeiri Naghashkar & Mohamed Gamal El-Din (2006) Degradation of Aqueous Pharmaceuticals by Ozonation and Advanced Oxidation Processes: A Review, Ozone: Science & Engineering, 28:6, , DOI: /

19 EXEMPLO DE APLICAÇÃO Degradação de Diatrizoato de Sódio
Fonte: Keisuke Ikehata , Naeimeh Jodeiri Naghashkar & Mohamed Gamal El-Din (2006) Degradation of Aqueous Pharmaceuticals by Ozonation and Advanced Oxidation Processes: A Review, Ozone: Science & Engineering, 28:6, , DOI: /

20 Parâmetros importantes
VARIÁVEIS DE PROCESSO Parâmetros importantes Vazão Volume do reator Concentração de ozônio Concentração dos contaminantes Presença, tamanho, tipo e material do enchimento da coluna de absorção Concentrações de iniciadores, promotores e terminadores de reação Força iônica Tensão superficial pH Variáveis de estado Temperatura pressão Parâmetros do sistema Coeficiente de transferência de massa Taxa de reação do ozônio Taxa de reação do contaminante Fonte: Gottschalk, C.; Libra, J. A.; Saupe, A.; Ozonation of Water and Waste Water: A practical Guide to Understanding Ozone and its Application. Wiley-VCH, 2000.

21 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Eliminação de odores presentes nos efluentes Aumenta os níveis de oxigênio dissolvido A produção de tóxicos secundários não é significativa Favorece a redução de sólidos suspensos presentes na solução Alto potencial de oxidação, Alta eficiência na decomposição de compostos Pouco sensível à variação de temperatura. Desvantagens Alto custo Elevado consumo elétrico Processo altamente corrosivo, principalmente com ferro ou aço. Grande reatividade do ozônio com outros elementos. Fonte:

22 TRATAMENTO DE EFLUENTES POR OZONIZAÇÃO
PQI Tratamento de água e efluentes: Processos avançados Escola Politécnica da Universidade de São Paulo TRATAMENTO DE EFLUENTES POR OZONIZAÇÃO Bruno Pinheiro ( ) Priscila Cola ( ) São Paulo, 23 de Novembro de 2017.