Estudo de Fotossensitizadores Homogéneos para Reutilização de águas Residuais Tratadas da Indústria Vinícola

Abstract

Para uma diminuição da pressão hídrica que o planeta sofre seria importante reutilizar e aproveitar ao máximo toda a água disponível. Para isso, é necessário o desenvolvimento de sistemas de tratamento de águas residuais com capacidade de dar origem a águas com características que permitam a sua reutilização. Assim, desenvolveram-se diversos processos avançados como o tratamento de oxidação fotossensitizada que foi o âmbito do estudo deste trabalho. O setor vinícola, é um setor em crescente desenvolvimento que gera grande quantidade de águas residuais. Por esse motivo, optou-se por usar este efluente como caso de estudo. Apesar do efluente avaliado ter provido de um tratamento biológico de lamas ativadas, apresentou, embora pequenas, variações de parâmetros físico-químicos, como a carência química de oxigénio (CQO), conteúdo fenólico total (TPh) e conteúdo de sólidos. O processo de oxidação avançada foi realizado num reator que consistia num tubo cilíndrico de vidro. Inicialmente estudou-se a influência do tipo de fotossensitizador (FS), ou seja, qual a opção mais viável e eficiente para tratar efluentes vinícolas. Para tal realizaram-se ensaios com Rose Bengal (RB), sulfoftalocianinas de alumínio e de Zinco (AlPcS4 e ZnPcS4) e tetrafenilporfirina (TPP), cuja concentração foi de 5x10-6mol/L e acertou-se o pH do efluente para pH igual a 7. O fotossensitizador mais eficiente foi o ZnPcS4 com uma remoção de 21% de CQO e 54% de TPh. Cerca de 20% de ZnPcS4 desintegrou-se no final dos ensaios. De seguida, analisando a influência que o pH do efluente inicial causava no processo de tratamento, verificou-se que um meio básico (pH=11) originou melhores resultados, removendo cerca de 31% de CQO, 60% de TPh. No entanto, levou a uma rápida desintegração do fotossensitizador sendo que no final processo apenas restava 73% do ZnPcS4 inicial. Portanto, utilizar um efluente neutro foi considerado a melhor opção, visto que permitiu remoções de CQO e TPh semelhantes e degradou menos 7% de ZnPcS4. Por outro lado, esta opção evita a necessidade de proceder a alterações do pH do efluente antes e após o tratamento. Por fim, estudou-se a influência que a concentração inicial de ZnPcS4 tem na eficácia do tratamento. Constatou-se que as maiores remoções aconteceram em ensaios que utilizaram a uma concentração mais elevada que os anteriores (1x10-5 mol/L= 8,9 ppm), onde se removeu cerca de 45% de CQO, 60% de TPh. Nesta etapa, o ZnPcS4 desintegrou-se cerca de 20%.

So that a decrease in water pressure of the planet is possible, it is seriously importante to reuse water. Thus, several advanced treatment processes were developed, such as the treatment by photosensitized oxidation, which was studied in this work. The wine sector, is a sector in growing development leading to a large amount of wastewater. Thus, these effluents will be the case study. Despite the effluent came from a biological treatment by activated sludge, variations in physical-chemical parameters, such as chemical oxygen demand (COD), total phenolic content (TPh) and solids content were observed.The advanced oxidation process was carried out in a cylindrical glass tube reactor. Initially, the influence of the type of photosensitizer was studied, and in this way, which photosensitizer is the most viable and efficient option for treating wine effluents. For this purpose, tests with different types of photosensitizers, like Rose Bengal, zinc sulphophthalocyanine, aluminium sulphophthalocyanine and tetraphenilporphirine, with a inicial concentration of 5x10-6 M and a effluent with initial pH of 7 were applied. The most efficient photosensitizer was ZnPcS4 with a removal of 21% of COD, 54% of TPh and about 20% of ZnPcS4 disintegrated.Then, analyzing the influence that the pH of the initial effluent used in the treatment process, a basic medium (pH = 11) gave better results, removing about 31% of COD and 60% of TPh. However, there was a higher photossensitizer disintegration, with only 73% of the initial ZnPcS4 remaining in the final process. Therefore, using a neutral effluent was considered to be optimal, since COD and TPh removals are similar and degraded 7% less ZnPcS4. Moreover, it was not necessary to change pH before and after treatment.Finally, It was studied the influence that the initial concentration of ZnPcS4 has on the effectiveness of the treatment. It was found that the largest removals occurred in tests that carried out a higher concentration than the previous ones (1x10-5 M or 8,9 ppm), where about 45% of COD, 60% of TPh were removed and ZnPcS4 disintegrated by 20%.