Testes Preliminares

Os testes foram conduzidos para se obter uma noção dos possíveis resultados a serem adquiridos com o tratamento e principalmente definir qual em qual faixa de variação o mesmo seria conduzido, quanto as variaveis de influência estudadas.

Os resultados para o teste preliminar do processo UV/TiO2/O3 na Tabela 13, a seguir,

com vazão de 6,68 g O3.min-1 O3 (6,0 L.min-1), demonstraram efeitos positivos de remoção de

DQO-F (%) no efluente, principalmente em condições mais ácidas, com pH 2,5 equivalente à uma redução de 36,74% da concentração inicial. A remoção de DQO-F (%) quanto ao pH 2,0

foi a menor obtida e em pH 3,0 e 4,0 a variação entre os valores foi mínima. A turbidez demonstrou-se aumentar, por conta da adição do catalisador, mas em valores inferiores aos observados nos outros testes, anteriormente conduzidos, não causando a inibição do processo.

Tabela 13 - Resultados do teste de UV/TiO2/O3 realizado com variação de pH em condições:

0,01 g de TiO2; 6,68 g O3.min-1; tempo de reação de 30 min; no lixiviado bruto do aterro

sanitário municipal de Campo Mourão, Paraná.

Amostras Parâmetros físico-químicos Turbidez (NTU) Cor verdadeira (mg Pt-Co.L-1₎ DQO-F (mg O2.L- 1₎ DBO520 (mg O2.L-1) DBO/DQO Remoção DQO-F (%) Remoção Cor verd. (%) Bruto(8,0) 72 765 987,98 254 0,26 0 0 pH(4,0) 211 225 762,78 200 0,26 22,80 70,59 pH (3,0) 367 270 754,83 248 0,33 23,60 64,70 pH (2,5) 382 261 625,01 205 0,33 36,74 65,90 pH (2,0) 397 237 821,07 x x 16,89 69,02 x = amostra inexistente;

Notou-se a redução significativa de cor com pequena variação quanto ao pH, sendo superior em pH 4,0 alcançando redução de 70,59%. Vale destacar que a relação DBO/DQO aumentou de 0,26 para 0,33 em pH 2,5 e 3,0, indicando que o tratamento proporcionou aumento da biodegradabilidade do lixiviado.

Acredita-se que as eficiências obtidas para DQO-F (%) e cor podem ter sido afetadas pelo aumento da turbidez por conta do catalisador e também pela coloração escura do lixiviado, pois conforme destaca Meeroff et al. (2012) remoções baixas podem ser ocasionadas em virtude de elevada cor (superior à 500 uH) e turbidez (superior à 45 NTU). Apesar disso, é importante considerar que o processo poderia ter tido um melhor desempenho, se conduzido por mais tempo, conforme definido nos ensaios do DCCR, de 60 min. Hassan et al. (2017) observou maiores remoções de DQO, superiores a 80% em tempos de reação de 60, 90 e 120 min em UV/TiO2, o que possibilitou a redução de 573 mg O2.L-1 para valores

inferiores a 100 mg O2.L-1 com doses de 1,0 a 2,0 g.L-1 de TiO2.

Os resultados do tratamento ao utilizar uma vazão maior de O3 apresentou uma

menor eficiência quanto a redução de DQO-F (%), máxima em pH 3,0 com 10,51% conforme a Tabela 14 à seguir. Quanto a remoção de cor, assim como no outro teste, a variação também foi mínima, tendo eficiência superior novamente em pH 4,0, com 68,36%, contudo inferior à obtida anteriormente. Apesar dos resultados de remoção de cor e DQO do efluente serem superiores com vazão de 6,68 g O3.min-1 (6,0 L.min-1), o aumento da vazão de O3 para 8,79 g

O3.min-1 (9,0 L.min-1) permitiu elevar a biodegradabilidade em uma extensão maior, de forma

que a relação DBO/DQO de 0,22 do lixiviado bruto passou para 0,32 após o tratamento, com pH 3,0.

Tabela 14 - Resultados do teste de UV/TiO2/O3 realizado com variação de pH em condições:

0,01 g de TiO2; 8,79 g O3.min-1; tempo de reação de 30 min; no lixiviado bruto do aterro

sanitário municipal de Campo Mourão, Paraná.

Amostras Parâmetros físico-químicos Turbidez (NTU) Cor verdadeira (mg Pt-Co.L-1₎ DQO-F (mg O2.L-1) DBO520 (mg O2.L- 1₎ DBO/DQO Remoção DQO-F (%) Remoção Cor verd. (%) Bruto(8,1) 144 768 982,70 221 0,22 0 0 pH(4,0) 413 243 924,40 254 0,27 5,93 68,36 pH(3,0) 401 255 879,36 281 0,32 10,51 66,80 pH(2,0) 391 297 916,45 281 0,30 6,74 61,33

Conforme observado, em ambos os testes, as maiores eficiências quanto a DQO-F, foram próximas a pH 3,0. Jia et al. (2011) afirma que as taxas de degradação da fotocatálise podem ser superiores em valores próximos a 3,0, pois levam a oxidação direta nas lacunas do catalisador, da qual em valores de pH inferiores e superiores a este, mudam progressivamente para reações com radicais •OH. Os autores também destacam que a presença de inibidores, o PCZ do catalisador e a alta alcalinidade podem ser responsáveis por reduzir a eficiência em pH’s maiores e que pH’s ácidos, como de 4,0 a 2,0 podem favorecer a adsorção do TiO2

quanto aos poluentes, levando a maiores eficiências de tratamento.

Em relação à cor, de uma maneira geral, pôde ser observada pouca variação, quanto ao pH e a vazão adotados, conforme apresentado nas tabelas anteriores. Sua remoção pode ser associada principalmente a ação da ozonização. Conforme apresenta Amaral-Silva et al. (2016), os grupos cromosféricos presentes nos lixiviado, junto a compostos insaturados e altas quantidades de grupos funcionais específicos são responsáveis pela sua coloração. Estes são altamente vulneráveis à ação via direta do O3 em pH ácido, como 3,0, o que no início do

tempo de tratamento, favorece a redução efetiva de cor. Contudo, os autores consideram que, após um período mais longo em pH mais básico, como 4,0 no caso deste estudo, a oxidação via indireta prevalece levando a um decréscimo superior de cor provavelmente pela oxidação de compostos refratários a ozonização. Isto pode explicar as maiores remoções de cor em pH 4,0.

Os autores observam também que à remoção de cor aumenta conforme o aumento da concentração de O3, o que nos experimentos apresentados a pouco, não foi o caso (6,0 L.min-1

- 70,59% x 68,36% - 9,0 L.min-1). Contudo, estes consideram que conforme o aumento das concentrações de O3, da qual nota-se baixa variação quanto a eficiência, quando a dosagem

passou de 10 mg O3.min-1, é possível obter com 30 min de tratamento, uma eficiência

próxima a 60% com esta dosagem, em seu estudo.

Zou e Zhu (2008) destacam que o aumento da dosagem de O3 no processo

UV/TiO2/O3 favorece significativamente a remoção de cor, de maneira acelerada

inicialmente, mas apresentando um decréscimo conforme o passar do tempo de oxidação. Tais autores observaram ao utilizar duas vazões distintas (0,1 e 0,4 L.min-1) por respectivamente, 2 e 8 min de tratamento, que apesar da eficiência de remoção de cor ser superior com uma vazão maior, a variação é mínima. Monje-Ramirez e Velásquez (2004) também observam em lixiviados de aterro distintos, de diferentes localidades, conforme uma variação de dosagem que os valores são semelhantes ao aumentar à dosagem (0,3 a 1,5 mg O3), destacando que

uma dosagem baixa de 0,3 mg de O3, já pode ser suficiente para o alcançar a eficiência

desejada.

Tabela 15 - Resultados do teste de UV/TiO2 e O3 em pH 2,5, em condições: 0,01 g de TiO2;

6,0 g O3.min-1; tempo de reação de 30 min; no lixiviado bruto do aterro sanitário municipal de

Campo Mourão, Paraná.

Tratamento Amostras Parâmetros físico-químicos Turbidez (NTU) Cor verdadeira (mg Pt-Co.L-1₎ DQO-F (mg O2.L-1) Remoção DQO-F (%) Remoção Cor verd. (%) UV/TiO2 Bruto 123 696 645,39 0 0 pH (2,5) 369 462 522,70 19,01 33,62 O3 Bruto 149 783 639,68 0 0 pH(2,5) 159 339 573,34 10,37 56,70

Conforme a Tabela 15, a realização dos tratamentos de forma individual demonstra que a fotocatálise é o processo com maior eficiência quanto à remoção de DQO-F, fato que pode ser associado a degradação por meio de radicais •OH e a condição ácida de pH. Enquanto isso, a ozonização, por estar sendo realizada nesta mesma condição de acidez, tem uma maior seletividade na oxidação dos compostos e não faz a degradação predominantemente por meio destes radicais, mas sim por O3 molecular, o que reduz sua

Esta questão é apresentada por Nasuhoglu et al. (2012) que obteve remoções de 46 a 59% de DQO com ozonização em dose de 55 mg O3.L-1, enquanto que fotocatálise permitiu

alcançar eficiência de até 70%, após um período de 300 min ao tratar efluente contendo antibióticos. Os autores consideraram que UV/TiO2 apresenta melhor desempenho em vista

da menor seletividade e reage melhor com os produtos da degradação. Também empregaram O3 como pré-tratamento seguido de UV/TiO2, de forma a realizar a remoção dos subprodutos

do processo de ozonização, alcançando remoções de 80% de DQO, constatando que apesar dos subprodutos gerados com o processo de ozonização não serem removidos pelo acréscimo de dosagem, podem ser eliminados na conciliação com UV/TiO2, o que válida também a

aplicação dos processos simultâneos.

A eficiência da ozonização se sobressai quanto à remoção de cor, justamente por conta do ação direta do O3 molecular, conforme já discutido, visualmente representado na

Tabela 15. Zhou e Zhu (2008) observaram as menores remoções de cor com UV/TiO2,

alcançando 33% enquanto que o processo na presença de O3 permitiu reduções acima de 50%,

sendo máxima com a combinação dos processos em UV/TiO2/O3 do qual alcançou 70,2% de

redução de cor ao tratar esgoto sanitário. O aumento de eficiência também foi observado na conciliação dos processos apresentados, demonstrando que seu sinergismo favorece o tratamento do efluente utilizado.

Por conta da pouca variação em relação à cor e maiores eficiências quanto a DQO-F (%) em pH 2,5 e 3,0, considerando também o favorecimento do processo fotocatalítico em pH ácido e a versatilidade e predomínio do processo de ozonização quanto a remoção de cor para com o pH, determinou-se retirar a variação do pH 4,0 do intervalo, trabalhando em uma faixa mais específica. A vazão de 6,68 g O3.min-1 (6,0 L.min-1) também foi determinada como

central quanto ao planejamento proposto em vista do desempenho obtido nos testes preliminares.