Remoção de fármacos e xenobióticos com uso de nanomateriais e processos oxidativos avançados para aumento da qualidade das águas do estado do RJ

ATIVIDADES EXECUTADAS PELO BOLSISTA / VOLUNTÁRIO

DADOS DE IDENTIFICAÇÃO:

Do bolsista:

Nome: Renan Peixoto Werneck

Curso: Engenharia Ambiental e Sanitária

Período de vigência da bolsa: de dd/mm/aaaa a dd/mm/aaaa

Tipo de bolsa: FAPERJ

Do orientador:

Nome: Marcia Marques

Unidade Acadêmica: UERJ

Dos colaboradores (máximo de três):

Nome: Alexandre Amaro

Unidade/IES (Instituição de Ensino Superior): UERJ

Nome: Matheus Cezario

Unidade/IES (Instituição de Ensino Superior): UERJ

RELATÓRIO:

I - Título do Trabalho do Bolsista:

Remoção de fármacos e xenobióticos com uso de nanomateriais e processos oxidativos avançados para aumento da qualidade das águas do estado do RJ

II - Principais objetivos do projeto original:

O objetivo do projeto foi propor ao bolsista a realização de ensaios de tratabilidade e otimização de processos, utilizando Processos Oxidativos Avançados (POA), principalmente com ozônio (O3) e, em uma segunda etapa, por fotocatálise heterogênea com catalizador TiO2.

Além disso, era parte do projeto a avaliação da biodegradabilidade dos efluentes antes e após os tratamentos por POAs, para verificar a eficácia da associação com o tratamento biológico para a redução de custos e, ao final, propor soluções que pudessem ser aplicadas em escala real com base nos melhores resultados obtidos.

III - Principais etapas executadas no período da bolsa visando ao alcance dos objetivos:

Revisão bibliográfica sobre POA com foco no uso de Ozônio

   O início das atividades de I.C. se deu com a realização uma revisão bibliográfica de 13 páginas (não incluído no presente relatório) sobre processos oxidativos avançados (POA). A partir da revisão e discussões de equipe, demos início aos treinamentos em práticas laboratoriais.

 Treinamento preliminar em práticas laboratoriais

• Lavagem de vidraria.
• Aspectos de segurança pessoal e coletiva no campo e no laboratório.
• Riscos e indicações de usos de EPIs.
• Uso da balança analítica.
• Preparo de soluções.
• Treinamento nas análises variáveis químicas tradicionais para a qualidade das águas (pH, condutividade, DQO, série de sólidos, nutrientes N e P, entre outros).

Esses treinamentos foram oferecidos pelos técnicos do laboratório de nível superior que nos mostraram a importância de uma análise bem feita, com base em protocolos e normas técnicas, para a obtenção de dados mais corretos e objetivos, o que é indispensável para um trabalho que proporcione resultados concretos a serem utilizados em escala real.

Treinamento na operação do reator de tratamento de efluentes por O3

Após determinadas práticas das análises químicas acima citadas, houve um treinamento para a realização dos ensaios de tratabilidade conduzidos com O3 (reator de bancada) com o sistema de gerador de ozônio e acessórios da Ozone Solutions (USA) para degradação dos compostos-alvo em água artificialmente contaminada com concentrações conhecidas dos mesmos em misturas.

Ensaios de tratabilidade de água subterrânea contaminada por gasolina aditivada por ozonização: contribuição do air stripping

Dando seguimento ao trabalho, participei do trabalho experimental do aluno de mestrado em Engenharia Ambiental Bruno Martins Peixoto também orientado pela Profa. Marcia Marques Gomes prestando auxílio laboratorial principalmente nas análises de DQO, pH, ozonização e avaliação da contribuição do air-stripping na remoção de DQO e compostos de gasolina.

O mestrando cuja dissertação de mestrado defendida no 1º semestre de 2017 (PEIXOTO, 2017) teve como título “Ozonização e efeito do air stripping no tratamento de água subterrânea contaminada por gasolina aditivada” tinha por objetivo: Determinar, através de ensaios de tratabilidade em reator semi-batelada, os níveis mais adequados para as variáveis independentes: (i) Concentração de Ozônio e  (ii) Dose de O3 (Ozônio/DQO ratio) (w/w). com vistas à otimização do processo oxidativo avançado promovido pela aplicação de ozônio no tratamento de água subterrânea contaminada por gasolina aditivada, com foco na remoção de DQO, dos hidrocarbonetos mono aromáticos (BTEX) e do air stripping que ocorre no processo.”

IV - Apresentação e discussão sucinta dos principais resultados obtidos:

Avaliação do Air Stripping em ensaios de ozonização (DQO inicial ≈ 1000 mgO2/L)

Devido ao fato dos compostos benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos serem compostos orgânicos voláteis e visando avaliar a remoção desses compostos por volatilização através da injeção de ar no sistema, ou seja, sem a presença de agente oxidante, foi realizado um novo ensaio, fixadas as mesmas condições de operação do sistema durante a aplicação da ozonização, e os resultados de remoção são apresentados nas Tabelas 1 e 2.

A concentração inicial de benzeno detectada na amostra foi de 319,16 µg/L, enquanto de tolueno foi de 1812,16 µg/L, etilbenzeno de 16,59 µg/L e xilenos de 93 µg/L, totalizando uma concentração inicial de BTEX igual a 2240,91 µg/L. Já a concentração inicial de TPH-GRO detectada foi de 2646,63 µg/L, enquanto a DQO inicial foi de 1034,33 mgO2/L.

De acordo com os resultados apresentados na Tabela 1, observa-se que após 17,5 min, mais de 55% de todos os compostos foram removidos por air stripping. Em 49 min, 93% dos hidrocarbonetos mono aromáticos foram removidos sem a aplicação de agente oxidante. Por outro lado, quando a remoção de BTEX foi superior a 99%, correspondente a 200 minutos de ensaio, a redução de DQO foi de 8,7%. Este resultado indica que a totalidade dos compostos mono aromáticos BTEX fazem parte do percentual de DQO removido neste tempo, enquanto os demais compostos de baixa tendência a volatilização compõem a parcela restante de DQO, dentre eles os compostos alifáticos (alcanos, alcenos, alcinos e cicloalcanos), álcool etílico, corantes, aditivos (detergentes dispersantes e antioxidantes), entre outros.