Pré-Projeto

TRATAMENTO DE EFLUENTE INDUSTRIAL PROVENIENTE DA PRODUÇÃO DE PAPEL E CELULOSE POR PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS BASEADOS EM OZÔNIO.

1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA

        Os processos de contaminação ambiental causados pela poluição industrial gerada em todo território nacional, têm se tornado cada vez mais constantes e preocupantes quando se trata de preservação e proteção de corpos hídricos, resultando muitas vezes em sérias complicações ao equilíbrio de ecossistemas aquáticos, podendo promover a degradação de grandes quantidades de água se não realizado o correto tratamento e subseqüente despejo do efluente.

        Neste contexto, as indústrias de celulose e papel se apresentam com grande importância tanto no setor econômico através da geração de renda, tributos e empregos, quanto no setor ambiental, através da grande quantidade de água empregada na produção e seus reflexos negativos causados por poluentes utilizados durante o processo produtivo.

        A crescente poluição de corpos hídricos desperta o interesse e a necessidade de se realizar estudos com o objetivo de se encontrar maneiras mitigatórias de poluição, sendo que é preciso promover o desenvolvimento sustentável das indústrias e assegurar a qualidade da água para que sempre possa ser possível utilizá-la como insumo nas atividades econômicas (Fonseca, 2003).

        Os tratamentos de efluentes industriais, baseados em processos biológicos de degradação, são os mais utilizados para a degradação de poluentes orgânicos. Em particular, na indústria de papel e celulose, o processo biológico de lodos ativados é o mais utilizado. Entretanto, a presença de compostos organoclorados, principalmente fenólicos, faz com que os processos biológicos sejam pouco eficientes (Tambosi, 2005).

        Devido aos rigorosos limites impostos pela legislação ambiental brasileira, que visam promover uma melhor qualidade do efluente descartado, surge a necessidade de se realizar o tratamento avançado do efluente, para que sua carga poluidora possa diminuir, evitando a degradação dos corpos hídricos.

        Nas últimas décadas, os processos oxidativos avançados (POAs) vem ganhando maior destaque entre os sistemas de tratamento de efluentes devido à sua elevada eficiência na degradação de diversos compostos orgânicos. Os POAs são processos que visam a produção de radicais hidroxila (OH-), os quais possuem alto potencial oxidativo, em quantidade suficiente para promover a mineralização da matéria orgânica a dióxido de carbono, água e íons inorgânicos. A formação destes radicais pode ser realizada através de vários processos, e podem ser classificados como sistemas homogêneos ou heterogêneos, devido à ausência ou presença de catalisadores em forma sólida, além de poderem estar ou não sob influência de irradiação (Teixeira e Jardim, 2004).

        A ozonização de compostos dissolvidos em água é considerado um processo oxidativo avançado, pois são gerados radicais hidroxila (OH-) na decomposição do ozônio, que é catalisada pelo íon hidroxila ou iniciada pela presença de outras substâncias, como cátions de metais de transição (Morais, 2006).

        O ozônio é um gás instável e deve ser gerado no local onde será usado. O maior custo operacional para o processo de oxidação por ozônio é o custo da eletricidade para sua geração. O requerimento energético para a síntese de ozônio usando ar como fonte de oxigênio varia de 22 a 33 kWh/kgO3, porém, ao se utilizar oxigênio puro como insumo, o valor energético decai para a faixa de 12 a 18 kWh/kgO3 (Munter, 2001).

        Para uma oxidação efetiva dos compostos orgânicos biorefratários, os radicais hidroxila devem ser gerados in situ a partir de reações químicas e fotoquímicas devido a sua instabilidade. Essa geração pode ser acelerada pela combinação de alguns agentes oxidativos como o peróxido de hidrogênio (H2O2) e radiação ultravioleta (UV) (Medeiros, 2008).

        A combinação de agentes oxidativos pode apresentar vantagens de custos, e de qualidade final do efluente, já que a produção de ozônio pode ser um processo caro, e a união dos agentes oxidativos pode ser até mais eficiente do que a aplicação de apenas um deles.

        Devido à eficiência apresentada pelos processos combinados de ozonização, não apenas indústrias do ramo de papel e celulose, mas como inúmeras outras, estão adotando estes processos como tratamento terciário para polimento do efluente final, ou na forma de pré-tratamento, sendo que os POVs aumentam a fração biodegradável dos efluentes industriais, aumentando a qualidade dos efluentes finais resultantes de processos biológicos.

2. OBJETIVOS

        2.1 OBJETIVOS GERAIS

        Tem-se por objetivo o estudo detalhado dos processos oxidativos avançados baseados em ozônio, visando combiná-lo com peróxido de hidrogênio e radiação ultravioleta.

        2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Produzir o composto ozônio de forma in situ através de ozonizadores.
• Empregar combinações com radiação ultravioleta e peróxido de hidrogênio para verificar suas eficiências.
• Determinar os parâmetros operacionais ótimos para as combinações.
• Avaliar em escala laboratorial a eficiência qualitativa e econômica dos processos oxidativos avançados estudados para o tratamento de efluentes de indústrias de papel e celulose.

3. METODOLOGIA

        Pretende-se realizar o trabalho nos laboratórios específicos de saneamento pertencentes à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), em Florianópolis, estado de Santa Catarina.

        O efluente utilizado na pesquisa será proveniente de uma indústria de papel e celulose localizada no estado de Santa Catarina.

As concentrações de agentes oxidantes e formas de aplicação serão estudados em ensaios-testes realizados em laboratório. O tempo de ação dos processos oxidativos empregados no sistema de tratamento serão avaliados utilizando diversos valores de tempo, visando encontrar a forma mais efetiva. Pretende-se também realizar combinações dos processos oxidativos avançados, encontrando a melhor combinação com os melhores parâmetros de operação, para se obter o efluente de melhor qualidade.