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5. CONCLUSÃO
Preliminarmente, foram executados experimentos para determinação de qual eletrodo seria escolhido para prosseguir com a otimização da célula eletroquímica para o tratamento de água produzida. Nesta etapa, verificou-se que a platina obteve 30% a mais de eficiência na remoção de matéria orgânica que o eletrodo de Ti/PbO2, usando apenas metade
da área e economizando de 72 a 78% de energia, parâmetro crucial na área ambiental para tratamento de efluentes tão volumosos quanto a água produzida.
Partindo disso, os experimentos de transferência de massa, mostraram que a técnica da corrente limite se mostrou muito eficaz, não só para a determinação do coeficiente de transferência de massa, mas também para a compreensão da relação entre os fenômenos eletroquímicos e os fenômenos de transporte (massa e movimento), facilitando a análise e avaliação de mudanças simples nas condições de operação das geometrias de células e sistemas de agitação, na turbulência e transferência de massa nesses sistemas.
Os planejamentos experimentais mostraram que:
A distância entre os eletrodos apresentou uma significância estatística muito baixa e praticamente desconsiderável quando comparada aos efeitos da geometria e do sistema de agitação. Este último mostrou que sistemas de agitação de contato direto com o eletrodo na forma de um fluxo direcionado, seja com um ângulo reto ou menor, possuem um km de até 2,6
vezes maior que os outros da mesma geometria.
Na célula em batelada, o melhor sistema de agitação foi o vertical, com um motor- rotor introduzindo trabalho de eixo na célula através de um impulsor de pás planas, cujo o regime hidrodinâmico é um escoamento radial. Isso permitiu uma melhora de 30% com relação à melhor agitação em agitador magnético (fonte da agitação no fundo da célula). E, nessa geometria-agitação, não houve diferença significativa quanto aos espaçamentos entre eletrodos.
Na célula contínua, a vazão constante, o melhor sistema de alimentação foi a direcionada a superfície do eletrodo, se destacando das outra por apresentar um km até 2,33x
vezes maior que os outros km encontrados para células contínuas. A célula de espaçamento de
7,6 cm, apesar muito parecida com a de 5,6 cm em eficiência de transferência de massa, se destacou por praticamente não apresentar polarização nesse regime.
O melhor trinômio Geometria-Espaçamento-Agitação, foi a célula contínua de 7,6 cm de espaçamento com alimentação direcionada a superfície do eletrodo, pois além de
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praticamente não apresentar resistências físicas às transferências de massa, seu km igual a 3,03
x10–5 m/s chega a ser até 4,51x vezes maior que os km encontrados nesse estudo e até 6x
vezes maior do que aqueles encontrados na literatura.
Os experimentos finais de degradação eletro-oxidativa de BTX mostraram a importância da otimização da transferência de massa para a degradação desses compostos, onde, com relação ao sistema menos satisfatório do planejamento experimental (batelada com agitação magnética de 1000 rpm, km igual a 1,3 x10-5 m/s), o trinômio ótimo (km igual a 3,03
x10-5 m/s) apresentou uma melhora razoável no que diz respeito ao abaixamento do consumo energético e à diminuição da produção de intermediários, mostrou também: um aumento de até 20% no rendimento de remoção de DQO, com um tempo de oxidação 50% menor.
Por fim, os resultados alcançados mostraram que é possível a ampliação de escala dessa geometria, sem perdas de transferência de massa, uma vez que foi identificada uma geometria que possibilite ajustes de hidrodinâmica que compensem sua ampliação, favorecendo a oxidação das espécies na superfície do eletrodo, de forma mais rápida e eficiente.
Diogo Rôsembergh da Silva Nóbrega, março/2015
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