Após análise individual dos processos oxidativos em estudo, uma avaliação comparativa da eficiência de descolorização entre os processos estudados torna-se necessária. Primeiramente as reações Fenton foram comparadas com os processos oxidativos que envolvem H2O2, UV e
UV+H2O2. Posteriormente, as reações Foto-Fenton foram comparadas com os mesmos
processos. E, finalmente, compara-se as reações de Fenton e Foto-Fenton.
A Figura 6.1 compara as reações de descolorização do corante Reactive Red 195 obtidas através dos ensaios de oxidação com H2O2; UV; UV+H2O2; Fenton homogêneo, Fenton
heterogêneo e o denominado Fenton lixiviado. A concentração da solução corante utilizada foi de 100mg/L e a concentração de peróxido de hidrogênio em solução foi de 100mg/L.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0 20 40 60 80 100 120 Tempo (min) C/C 0
H2O2 Fenton Homogêneo UV Fenton Lixiviado UV + H2O2 Fenton Heterogêneo
Figura 6.1: Decomposição do corante Reactive Red 195 na presença do resíduo da
siderurgia através dos diferentes Processos de Oxidação Avançada. Condições experimentais: concentração do corante = 100mg/L; concentração de peróxido de hidrogênio: 100mg/L; temperatura = 25ºC + 1; pH = 3,0.
lixiviado (Fenton lixiviado) indicam que a maior parte da reação, nos testes de Fenton heterogêneo, ocorre com o ferro que foi lixiviado para o sistema, caracterizando uma reação homogênea, e não com o metal presente nas partículas do sólido; entretanto, ao compararmos com os resultados do Fenton homogêneo percebe-se um ganho na velocidade da reação para o processo heterogêneo, mesmo com este processo apresentando maiores concentrações de ferro em solução (itens 5.6.1 a 5.6.3). A oxidação apenas com a adição de peróxido de hidrogênio pode ser considerada desprezível em relação às obtidas com os outros processos, sendo que a combinação UV e H2O2 levou a uma eficiência de descolorização similar à eficiência
encontrada no processo Fenton homogêneo. A
Figura 6.2 compara as reações de descolorização do corante Reactive Red 195 obtidas através dos ensaios de oxidação com H2O2; UV; UV+H2O2; Foto-Fenton homogêneo, Foto-
Fenton heterogêneo e o denominado Foto-Fenton lixiviado. A concentração da solução corante utilizada foi de 100mg/L e a concentração de peróxido de hidrogênio em solução foi de 100mg/L. 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0 20 40 60 80 100 120 Tempo (min) C/C 0
H2O2 Foto-Fenton Homogêneo UV Foto-Fenton Lixiviado UV + H2O2 Foto-Fenton Heterogêneo
Figura 6.2: Foto-Decomposição do corante Reactive Red 195 na presença do resíduo da siderurgia através dos diferentes Processos de Oxidação Avançada. Condições experimentais: concentração do corante = 100mg/L; concentração de peróxido de hidrogênio: 100mg/L; intensidade da luz: 5,64 x 10-5 Einstein/min; temperatura = 25ºC + 1; pH = 3,0.
Nos resultados apresentados na
Figura 6.2, as reações de Foto-Fenton mostraram-se consideravelmente mais eficientes que os outros processos em análise. Os ensaios de Foto-Fenton levaram a níveis de remoção de cor maiores que 80% nos primeiros 2 minutos da reação. Este resultado era esperado uma vez que as reações fotocatalíticas possuem velocidades de reação maiores que as outras reações em estudo. Estes ensaios confirmaram a similaridade das reações de Foto-Fenton homogêneo com o heterogêneo e o Foto-Fenton lixiviado, o que nos leva a afirmar que grande parte da reação é homogênea.
Na Figura 6.3 estão apresentados os resultados das reações de descolorização do corante Reactive Red 195 obtidas através dos ensaios de oxidação com o reagente de Fenton e Foto- Fenton. A concentração da solução corante utilizada foi de 100mg/L e a concentração de peróxido de hidrogênio em solução foi de 100mg/L.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0 20 40 60 80 100 120 Tempo (min) C/C 0
Fenton Homogêneo Foto-Fenton Homogêneo Fenton Lixiviado Foto-Fenton Lixiviado Fenton Heterogêneo Foto-Fenton Heterogêneo
Figura 6.3: Decomposição do corante Reactive Red 195 na presença do resíduo da
siderurgia através dos diferentes processos Fenton e Foto-Fenton. Condições experimentais: concentração do corante = 100mg/L; concentração de peróxido de hidrogênio: 100mg/L; intensidade da luz: 5,64 x 10-5Einstein/min; temperatura = 25ºC + 1; pH
consideração as aplicações práticas destes resultados, deve-se proceder uma análise da relação custo benefício no emprego da radiação ultravioleta, pois os resultados mostraram que o Fenton heterogêneo atinge a mesma eficiência de descolorização obtida para o processo fotocatalítico em alguns poucos minutos a mais de reação (~15min).
A Figura 6.4 mostra a eficiência de remoção de cor de cada um dos processos oxidativos estudados, indicando o tempo que cada um dos processos levou para atingir a eficiência mostrada. 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0
H2O2 UV UV + H2O2 Fenton Homogêneo Foto-Fenton Homogêneo Fenton Heterogêneo Foto-Fenton Heterogêneo (%) 0 20 40 60 80 100 120 140 minutos
Eficiência de Remoção (%) Tempo (min)
Figura 6.4: Comparação dos processos utilizados na descolorização do corante Reactive
Red 195 Condições experimentais: concentração do corante = 100mg/L; concentração de peróxido de hidrogênio: 100mg/L; intensidade da luz: 5,64 x 10-5Einstein/min; temperatura = 25ºC + 1; pH = 3,0.
Ao analisarmos a Figura 6.4 percebe-se que o tratamento somente na presença da luz ultravioleta mostrou uma eficiência de descolorização relativamente baixa se comparado com os outros processos em estudo; além disso, este tratamento precisou de um longo tempo de reação. O processo que utilizou a luz UV e o peróxido de hidrogênio (UV+H2O2), alcançou
alta eficiência de remoção de cor em um período de tempo relativamente baixo, porém esta forma de tratamento pode se tornar inviável devido aos custos com a utilização da radiação ultravioleta.
Dentre os processos Fenton estudados, os que utilizam a radiação ultravioleta mostraram-se, conseqüentemente, mais eficientes e com maiores taxas de reação, porém estudos quanto a relação custo-benefício tornam-se necessários para investigar a viabilidade desse processo. Comparando os processos Fenton heterogêneo e Fenton homogêneo percebe-se que o uso do resíduo siderúrgico como fonte de ferro aumentou a velocidade da reação confirmando assim a sua eficiência como catalisador na peroxidação catalítica.