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Tipo: Monografia
Título: Estudo da degradação fotocatílica de p-nitrofenol em reator batelada, utilizando sistema fotólise direta e UV/H2O2
Autor(es): Santolin, Vanessa
Primeiro Orientador: Pasquali, Gean Delise Leal
Primeiro coorientador: Dervanoski, Adriana
Primeiro membro da banca: Hartmann, Marilia Teresinha
Segundo membro da banca: Behling, Laura
Resumo: Os compostos nitrofenólicos são amplamente utilizados na indústria para a síntese de produtos. Dentre os nitrofenóis, o p-nitrofenol (PNF) possui uso industrial amplamente difundido na indústria brasileira. Por ser altamente tóxico, carcinogênico e com potencial de bioacumulação, afetando ecossistemas aquáticos e a saúde humana, águas residuais contendo PNF devem ser tratadas antes de serem lançadas no corpo receptor. Neste estudo avaliou-se a eficiência da degradação e mineralização do contaminante p-nitrofenol presente em solução aquosa. A degradação do contaminante ocorreu através de dois sistemas de tratamento: fotólise direta por meio de uma fonte de luz UV (36 W) e processo combinado de UV/H2O2 sendo o H2O2 o agente oxidante primário escolhido neste trabalho, usando um reator fotoquímico em batelada. Para tanto utilizou-se de planejamento experimental Delineamento Composto Central Rotacional – DCCR de dois níveis. A cinética de degradação foi obtida através do método fotométrico direto, e a mineralização do p-nitrofenol foi avaliada pela remoção de Carbono Orgânico Total (COT). Também foi estudado a presença de peróxido residual ao final dos ensaios fotoquímicos. Para a reação de fotólise direta, a melhor resposta de degradação ocorreu em baixas concentrações de poluente (15 mg.L-1 ) e altura da lâmina líquido de 2 cm, chegando a degradar 65,67% do p-nitrofenol em 7 horas de reação. Enquanto o processo de UV/H2O2, degradou-se 100% do contaminante em diversos ensaios, sendo que as melhores respostas foram obtidas com concentrações de p-nitrofenol de até 50 mg.L-1 e concentração de peróxido de hidrogênio de 50, 100 e 150 mg.L-1 , sendo que nas maiores razões de contaminante e agente oxidante a cinética de degradação foi favorecida e obteve-se 100% de degradação nos menores tempos de reação, 10 e 30 minutos. No processo de fotólise direta a remoção de COT não foi significativa. A remoção de COT para o sistema UV/H2O2 obteve melhores resultados, chegando a mineralizar 100% do poluente em ensaio conduzido com concentração de PNF de 10 mg.L-1 e 50 mg.L-1 de H2O2. A partir dos estudos é possível afirmar que o processo de fotólise direta não se mostra eficaz devido ao alto tempo de residência e menores remoções. Contudo, a UV/ H2O2 mostrou-se promissora para o tratamento de águas residuárias contendo PNP. A boa degradabilidade apresentada em baixas concentrações de oxidante resulta em uma diminuição de custo de processo ao visar a aplicação em larga escala.
Abstract/Resumen: Nitrophenolic compounds are widely used in the industry for product synthesis. Among the Nitrophenolic compounds, the p-nitrophenol (PNP) has widespread industrial use in the Brazilian industry. Because it is highly toxic, carcinogenic and have bioaccumulation potential, affecting aquatic ecosystems and human health, wastewater containing pop should be treated before being released into the receiving body. This study evaluated the degradation and mineralization efficiency of the p-nitrophenol contaminant present in aqueous solution. Contaminant degradation occurred through two treatment systems: direct photolysis by means of a UV light source (36 W) and combined UV/H2O2 process, H2O2 being the primary oxidizing agent chosen in this work, using a batch photochemical reactor. For this purpose, we used experimental planning Of Rotational Central Composite Design - Two-level DCCR. The degradation kinetics was obtained through the direct photometric method, and the mineralization of p-nitrophenol was evaluated by the removal of Total Organic Carbon (TOC). The presence of residual peroxide at the end of photochemical assays was also studied. For the direct photolysis reaction, the best degradation response occurred at low pollutant concentrations (15 mg.L-1 ) and liquid blade height of 2 cm, coming to degrade 65.67% of p-nitrophenol in 7 hours of reaction. While the UV/ H2O2 process, 100% of the contaminant was degraded in several trials, and the best responses were obtained with pnitrophenol concentrations of up to 50 mg.L-1 and hydrogen peroxide concentration of 50, 100 and 150 mg.L-1 , and in the highest contaminant and oxidizing agent ratios, degradation kinetics was favored and 100% degradation was obtained in the shorter reaction times, 10 and 30 minutes. In the process of direct photolysis, toc removal was not significant. The removal of TOC for the UV/ H2O2 system obtained better results, coming to mineralize 100% of the pollutant in a trial conducted with a PNP concentration of 10 mg.L-1 and 50 mg.L-1 of H2O2 concentration. From the studies it is possible to affirm that the process of direct photolysis is not effective due to the high time of residence and smaller removals. However, UV/ H2O2 was promising for the treatment of wastewater containing PNP. The good degradability presented in low oxidizing concentrations results in a reduction in process cost when aiming at largescale application.
Palavras-chave: Processos oxidativo avançados
Fotocatálise
Compostos nitrofenólicos
Degradação fotocatalítica
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Erechim
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/5995
Data do documento: Dez-2020
Aparece nas coleções:Engenharia Ambiental

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