TRATAMENTO DO EFLUENTE GERADO NA PRODUÇÃO DE BIODIESELUTILIZANDO OS PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS – FOTO-

FENTON- EM LUZ ARTIFICIAL

Syntia Gabriele Moura de Oliveira Guimarães1; Francisco Agustinho de Brito Neto²; Luzia

Patrícia Fernandes de Carvalho Galvão³

1 Universidade Potiguar, Unidade Acadêmica de Engenharia de Petróleo e Gás – syntiaepeg@gmail.com2 Universidade Potiguar, Unidade Acadêmica de Engenharia de Petróleo e Gás – agustinhofbn@gmail.com

³ Universidade Potiguar,Unidade Acadêmica de Engenharia de Petróleo e Gás –patriciagalvao.ufrn@gmail.com

RESUMO

Dentro da perspectiva de desenvolvimento sustentável e buscando contribuir pararedução da poluição ambiental, o presente trabalho tem por finalidade de avaliar aeficiência do processo oxidativo avançado como método de tratamento ao efluente geradono processo de purificação do biodiesel. Primeiramente, as amostras de efluentessintéticos foram preparadas variando as condições operacionais, tais como: tempo,concentração de TiO2 e de peroxido de hidrogênio (H2O2). Para avaliar a eficiência dotratamento, todas amostras foram caracterizadas através de DQO, condutividade, pH,turbidez e TOG. Observou-se que o processo oxidativo demostrou-se eficiente nadegradação da matéria orgânica do efluente sintético gerado na purificação do biodiesel econsequentemente diminuindo a poluição do meio ambiente, provocado pelo descarte domesmo. Através desse processo obteve uma diminuição de 97,3% no grau de turbidez,99,8% da condutividade e 98,91% no Teor de Óleos e Graxas. A amostra tratada notempo de 24 horas se destacou em todos os parâmetros obtendo tempo relevante econcentrações mínimas dos reagentes.

Palavras-chave: Biodiesel, Foton-Fenton, Tratamento de efluentes, Processo oxidativo.

1. INTRODUÇÃO

Com a evolução dos processosindustriais e o consequente surgimento deinúmeros produtos que rapidamentetornaram-se de primeira necessidade, aatividade industrial adquiriu um caráteressencial na sociedade contemporânea.Embora a sua importância sejaindiscutível, a atividade industrial costumaser responsabilizada, e muitas vezes comjusta razão, pelo fenômeno decontaminação ambiental, principalmentegraças a dois fatores de extremaimportância: a) o acúmulo de matériasprimas e insumos, que envolve sérios

riscos de contaminação por transporte edisposição inadequada; e b) ineficiênciados processos de conversão, o quenecessariamente implica a geração deresíduos (FREIRE et al., 2000).

Ao longo das décadas, a atividadeindustrial tem produzido rejeitos gasosos,líquidos e sólidos nocivos ao meioambiente. Da mesma forma, processosindustriais que utilizam grandes volumesde água contribuem significativamentecom a contaminação dos corpos d’água,principalmente pela ausência de sistemasde tratamento dos efluentes líquidosproduzidos. Logo, uma importante parcelado processo de contaminação pode ser

atribuída as atividades das refinarias depetróleo, industriais químicas, têxteis epapeleiras. No entanto, não menosimportante é a contribuição da atividadeagrícola, dos esgotos sanitários e dosresíduos domésticos (FREIRE et al.,2000).

O biodiesel é um biocombustívelobtido a partir de matérias-primasvegetais ou animais. O biodiesel pode serobtido por diferentes processos tais comoo craqueamento, a esterificação ou pelotransesterificação. Esta última, maisutilizada, consiste numa reação químicade óleos vegetais ou de gorduras animaiscom o álcool, etanol ou metanol, napresença de um catalisador (COSTA &OLIVEIRA, 2006), obtendo como produtoalquil ésteres de ácidos graxos (ésteresmetílicos ou etílicos) e como subproduto oglicerol.

Apesar de ser um recursorenovável e pouco agressivo ao meioambiente, o processo de produção dobiodiesel ainda necessita ser otimizado.Uma vez que esta produção gera umagrande quantidade de efluentesproveniente da etapa de purificação, coma finalidade de remover os resíduos desabões de sódio ou potássio, além dosácidos graxos, glicerina, álcoois (metanolou etanol) e outros contaminantes. Após apurificação, o biodiesel necessita seraquecimento para a remoção da águapresente, pois o biodiesel épotencialmente susceptível à degradaçãohidrolítica, causada pela presença deágua (BRITO et al., 2012; GRANGEIRO,2009; MEHER et al., 2006). Este efluentegerado é inapropriado para o descarte nomeio ambiente e necessita de umtratamento que se enquadre as normas eos padrões estabelecidos para descarteou reuso do mesmo.

Baseado na resolução doCONAMA Nº 430, de 13 de maio de 2011,presente no artigo 3º: Os efluentes dequalquer fonte poluidora somente poderão

ser lançados diretamente nos corposreceptores após o devido tratamento edesde que obedeça às condições,padrões e exigências dispostos nestaResolução e em outras normas aplicáveis.

O objetivo do trabalho é avaliar aeficiência do processo oxidativo avançadona degradação do efluente gerado daágua de purificação do biodiesel medianteas condições operacionais estudadas.

2. METODOLOGIA

2.1. Preparação das amostras

Para avaliar a eficiência doprocesso oxidativo avançado nadegradação oxidativa do efluente geradona purificação do biodiesel, utilizou-sevariáveis operacionais com a finalidade dedeterminar a melhor condição operacionalpara o tratamento deste efluente. Asvariáveis operacionais utilizadas foram:concentração de Dióxido de Titânio (TiO2),tempo e a concentração de Peroxido deHidrogênio (H2O2), conforme a Tabela 1.

Tabela 1: De Variáveis adotadaspara a realização das análises referentesàs variáveis tempo, H2O2 e TiO2.

As amostras de água de lavagemsintética de biodiesel foram preparadasutilizando a composição das substanciasque está contida para 1L de água delavagem: 0,00129% (0,0129g) de cloretode potássio, 0,00345% (0,0345g) desulfato de Cálcio, 0,0021% (0,0210g) dehidróxido de Sódio, 2,5% (25 ml) deMetanol, 1% (10 ml) de Glicerina, 0,1% (1ml) de Biodiesel e 96,4% (963,9 ml) de

Água, baseada na composição presentena água de lavagem obtida no processoindustrial(OLIVEIRA, 2010).

2.2. Ensaios Fotocatalíticos

Os ensaios fotocatalíticos foramrealizados em um reator tipo estacionáriocom 60 cm de comprimento, 20 cm dealtura e 20 cm largura, com umacapacidade 24000 cm³ ou 24 Litros devolume. Contendo uma lâmpada UV(ultravioleta) com uma potência de 55Watts de comprimento igual a 55 cm.

2.3. Parâmetros físicos e químicos

Todas as amostras foramcaracterizadas através do DQO,condutividade, pH, turbidez e TOG.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Figura 1 mostra ocomportamento da condutividade dasamostras de água sintética e da águadegradada.

Figura 1: Comportamento dacondutividade das amostras.

Pode ser observado que asamostras da água degradada, após otratamento, mostrou uma diminuiçãosignificativa no valor da condutividadereferente a água sintética, isto pode estárelacionado a diminuição de alcalinidadedo meio. As amostras 4 e 9, obtevemelhor resultado na redução dacondutividade, de aproximadamente de99,8%.

A turbidez é um parâmetro paraverifica o grau de degradação queamostra sofreu durante o tratamento. NaFigura 2 temos os resultados referente aocomportamento da turbidez com o tempo.

Figura 2 : Comportamento daturbidez das amostras.

Através do gráfico 1, observou-seque todas as amostras degradadas peloprocesso oxidativo avançadoapresentaram uma diminuição da turbidezapós o tratamento em relação à águasintética. Isto está atribuído à redução dapresença de matéria orgânica einorgânica em suspensão.

Levando em consideração umavisão geral, Para o tratamento com tempode 12 horas houve uma redução de 88%da turbidez. Já no tratamento de 24 e 48horas, obtivemos uma redução de 95.2%da turbidez comparadas à amostra daágua sintética (216 NTU de turbidez). Noentanto, considerando o tempo o melhortratamento para ser utilizado é o de 24horas, pois o mesmo possui um tempoconsiderável e concentrações mínimas dereagentes.

Em relação à demanda química deoxigênio, na Tabela 2 mostra os valoresde DQO das amostras analisadas.

Tabela 2: Valores da demandaquímica de oxigenio (DQO)

Conforme a literatura, os valores deDQO da água de lavagem estão entre5500 mg/L a 9500 mg/L (GRANGEIRO,2009). A água em análise nesse trabalhotem um DQO inicial de 137901 mg/L, istopode está correlacionado as condiçõesoperacionais proposta, em relação àconcentração de peroxido de oxigênio,óxido de titânio e o tempo de degradaçãooxidativa das amostras. Vale salientar queprovavelmente ocorreu um sinergismoentre os reagentes utilizados (H2O2 e TiO2)na degradação das amostras, por estemotivo houve um aumento consideradodo DQO, ao invés da diminuição domesmo.

No tempo de 12 horas não houvediminuição do DQO em nenhuma dasamostras, o mesmo apenas aumentou.No tratamento de 24 e 48 horas a amostraque merece destaque é a 1 (Ambos comas mesmas concentrações dos reagentessendo estas as mínimas, o que varia éapenas o tempo). Com isso, o melhortratamento é no tempo de 24 horas, ondeeste se encaixa nos melhores padrões detratamento e parâmetros econômicos.

A análise do Teor de Óleos eGraxas (TOG) determina a concentraçãode matéria orgânica presente no efluente.Com isso, pode-se avaliar a degradaçãoda matéria orgânica das amostrasutilizando o processo oxidativo avançado

com luz artificial. Na Figura 3 demostra ocomportamento da curva do TOG.

Figura 3:Comportamento da concentraçãoda materia orgânica utilzando o processooxidativo avançado.

Pode ser observado que houve umaredução dos valores de TGO para todasas amostras degradadas em relação àágua sintética (0,092 g/L), principalmente,para a amostra de água degradada 5,após de 24 horas de tratamento e commenor concentração de H2O2 e TiO2. Estaamostra apresentou 0,001 g/L de TGO,que isso corresponde uma diminuição de98,91% da presença da matéria orgânica.Entretanto, a amostra degradada 3 obtevea menor redução da matéria orgânicaapós o tratamento, que corresponde a umdecréscimo de 33,69%. Isto pode estárelacionado ao tempo de degradação e aconcentração TiO2, um vez que este atuacomo catalisador no processo oxidativo.

4. CONCLUSÕES

A utilização do tratamento doefluente através do método POA’s(processos oxidativos avançados)mostrou-se eficiente na degradação dematéria orgânica contida na águaprovenientes da lavagem do biodiesel.Métodos físicos e químicos de separaçãocomo flotação, filtração e adsorção comcarvão vegetal, usados para recuperaçãode águas contaminadas resultam apenasem depósitos concentrados, já que estesmétodos não destroem a matériaorgânica. Através do processo oxidativo

avançado observou-se uma diminuição de97,3% no grau de turbidez, 99,8% dacondutividade mesmo em meio acido e98,91% no Teor de Óleos e Graxas. Aamostra 5 que obteve a melhor condiçãode tratamento do efluente gerado dapurificação do biodiesel, no período de 24horas e com concentração de 30mmol/Lde peroxido de hidrogênio (H2O2) e 1 g/Lde oxido de titânio.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BRITO, Juliana Ferreira de etal. Tratamento da água de purificaçãodo biodiesel utilizandoeletrofloculação. 2012.

COSTA, B. J; OLIVEIRA, S. M. M. DossiêTécnico: Produção de Biodiesel.Curitiba: Instituto de Tecnologia doParaná, 2006.

FREIRE, Renato Sanches et al. Novastendências para o tratamentos deresíduos industriais contendo espéciesorganocloradas. Química Nova, v. 23(4),p. 504-511, 2000.

GRANGEIRO, Rosa VirgíniaTavares. Caracterização da água delavagem proveniente da purificação dobiodiesel. 2009. 53 f. Tese (Doutorado) -Curso de Química, Universidade Federalda Paraiba, João Pessoal, 2009.

LIU, G.; MA, J.; LI, X.; QIN, Q.Adsorption of bisphenol A fromaqueous solution onto activatedcarbons with different modificationtreatments. J. Hazard. Mater. v.164,p.1275, 2009.

MEHER, L.C.; SAGAR, V.; NAIK, S.N.Technical aspects of biodieselproduction by transesterification – a

review. Renewable and SustainableEnergy Reviews, v. 10, p. 248-268, 2006.

OLIVEIRA, E. L. G.; GRANDE, C. A.;RODRIGUES, A. E. Methane steamreforming in large pore catalyst. FuelProcess. Technol. 2010, 65, 1539–1550.