Tratamento de poluentes líquidos por oxidação catalítica húmida. Coimbra, 2004, 1 vol., 268 p.

Abstract

Com o intuito de contribuir para a preservação da qualidade de vida no nosso planeta, o principal objectivo desta tese focou o tratamento de poluentes presentes em águas residuais por meio da oxidação catalítica húmida (catalytic wet oxidation - CWO). Neste âmbito, seleccionaram-se como compostos poluentes o formaldeído, o álcool polívinilico (PVA), o ácido acrílico e o etileno glicol. Os ensaios foram efectuados em reactor descontínuo numa gama de temperaturas de 140 a 240ºC e pressões parciais de oxigénio entre 0 e 35 bar, utilizando diferentes catalisadores: Pt/Al2O3, Ru/Al2O3, CuO-ZnO/Al2O3, CuO-MnOx/Al2O3, Cu-O, Mn-Cu-O, Fe2O3-MnOx/Al2O3, CuO-MnOx, Mn-O, Mn-Ce-O, Ce-O, Co-Ce-O, Ag-Ce-O, Mn-Zr-O, Mn-Ti-O e Mn-Al-O. O tratamento catalítico aumenta significativamente a eficiência do processo e entre todos os catalisadores utilizados Mn-Ce-O foi o mais activo com reduções da concentração do carbono orgânico total (TOC) de 99.4%, 97.7% e 99.3% para formaldeído, ácido acrílico e etileno glicol, respectivamente, provando-se desta forma a eficiência deste catalisador para diferentes compostos de baixo peso molecular pertencentes a diferentes grupos químicos: aldeídos, ácidos carboxílicos e álcoois. Contudo, no caso do PVA uma elevada lixiviação de metais para a fase líquida foi observada, assim como a oxidação húmida sem catalisador revelou ser bastante efectiva. Foram discutidos vários modelos cinéticos que têm sido apresentados na literatura, tendo como base o agrupamento de compostos poluentes (lumped kinetic models). Devido às limitações apresentadas por estes modelos foi desenvolvido um novo modelo, denominado Modelo Cinético Generalizado Modificado (MGKM), o qual contabiliza simultaneamente poluentes reactivos, compostos intermediários de difícil degradação e compostos resistentes à oxidação. Foi ainda analisada a morfologia do catalisador por microscopia electrónica de varrimento (SEM), microscopia electrónica de transmissão (TEM), espectroscopia de energia dispersiva de raio-X (EDXS), difracção electrónica de área seleccionada (SAED), difracção de raios-X (XRD) e isotérmica de adsorção de Brunauer-Emmett-Teller (BET). Com estas técnicas foi possível observar a formação de filamentos na superfície do catalisador, constituídos por MnOOH e/ou b-MnO2.