Orientadores: Caio Glauco Sanchez, Rodnei Bertazzoli

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: Atualmente há uma grande preocupação com a preservação do meio ambiente, principalmente em relação ao destino de efluentes aquosos industriais contendo compostos orgânicos, dentre estes compostos destacam-se os solventes clorados e aromáticos, os pesticidas e os fenóis. O tratamento...

Resumo: Atualmente há uma grande preocupação com a preservação do meio ambiente, principalmente em relação ao destino de efluentes aquosos industriais contendo compostos orgânicos, dentre estes compostos destacam-se os solventes clorados e aromáticos, os pesticidas e os fenóis. O tratamento convencional para este tipo de efluente é a biodegradação, que necessita de grandes áreas físicas, além da geração de grandes quantidades de lodo. A engenharia eletroquímica oferece uma alternativa para o tratamento de efluentes contendo compostos orgânicos através de reações redox, sem geração de lodo. Neste estudo foi abordada a oxidação eletroquímica do fenol utilizando um reator de fluxo do tipo "flow-by" com eletrodos planos, onde o catodo é de platina e o ano do do tipo ADE de Ti/IrO2- Ta2O5 45-55 mol %. O interesse em se estudar esse composto deve-se ao fato do fenol ser amplamente utilizado e ou gerados em uma grande variedade de processos industriais, por apresentar uma estrutura semelhante a uma série de outros compostos orgânicos e por possuir um mecanismo de eletro oxidação conhecido na literatura. A oxidação eletroquímica foi conduzida através da eletrólise a corrente constante de uma solução de fenol 100 mg.L-1 em Na2SO4 em pH 3 ajustado em H2SO4 por um tempo de 5 horas. Durante a eletrólise foi avaliado a influência da densidade de corrente aplicada, da distância anodo/catodo e da velocidade linear do fluido. A concentração do fenol foi monitorada através de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. Acompanhou-se também a taxa de remoção da Demanda Química de Oxigênio (DQO) e do Carbono Orgânico Total (COT). Foi realizado uma estimativa do consumo elétrico necessário para a remoção de um quilograma de fenol. Na faixa de densidade de corrente avaliada observa-se que quanto maior a densidade de corrente aplicada, maior é a taxa de conversão do fenol e maior é a remoção de DQO e COT, porém o consumo elétrico é maior. Em relação a distância anodo/catodo, a medida em que se aumenta a distância ocorre a diminuição da taxa de conversão do fenol e aumenta o consumo elétrico. Quanto menor a distância, maior é a remoção de DQO e COT. A velocidade linear do fluido exerce influência sobre a porcentagem de remoção de DQO e COT. Quanto maior a velocidade maior a remoção de DQO e COT e menor é o consumo elétrico. Nas condições estudadas obtevese uma taxa de remoção de fenol em torno de 48% e uma taxa de remoção de DQO e COT de 25,40 % e 20,58% respectivamente

Abstract: Industrial aqueous streams containing organic compounds are conventionally treatment by long term biological degradation, generating a huge amount of non biodegradable sludge. In this field electrochemistry may offer an alternative for treating aqueous affluents by oxidation via...

Abstract: Industrial aqueous streams containing organic compounds are conventionally treatment by long term biological degradation, generating a huge amount of non biodegradable sludge. In this field electrochemistry may offer an alternative for treating aqueous affluents by oxidation via simultaneous oxygen evolution at an anode surface. Electrochemical technology has offered an efficient means of controlling pollution as it provides degradation of organic pollutants via redox reactions without the disadvantages of the conventional treatment. Indeed, electrons are the only reactant added to the treatment process that produces on by-products or sludge at all. In this study an electrochemical cell reactor was designed for electro oxidation of phenolic solutions on Ti/IrO2- Ta2O5 anodes surface. The experiments were conducted at constant current. Dependence of phenol removal rate on current density, on the cathode/anode gap and on the flow was studied. Phenol concentration decay during the experiments was followed by HPLC analysis. Chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC) were also used as optimization parameters of the electrolytic process. Energy consumption for phenol abatement was also calculated. Results shown that removal rate increased for increased current densities, smaller anode/cathode gap and higher flow rate. Best results were 48% of phenol removal, 25.4 % of DQO removal and 20.6% of TOC removal