Degradação de resíduos provenientes da queima de óleo combustível em termoelétricas, utilizando processos oxidativos avançados

Abstract

A industrialização e consumo de fontes não renováveis levam a um aumento na poluição ambiental e nas crises de energia que atingiram níveis altos. Além disso, resíduos industriais gerados são geralmente tóxicos e não biodegradáveis destacando, óleos, metais pesados e grande carga de compostos orgânicos. A matriz energética brasileira está baseada na produção de energia via geração hídrica e as usinas termoelétricas – UTE constituem a segunda fonte de geração de energia elétrica no Brasil. A utilização de óleo combustível em UTE gera borras oleosas, que devem ser tratadas, por conter carga orgânica tóxica. Os processos oxidativos avançados (POAs) apresentam-se como uma técnica ambientalmente mais limpa que propõe a remoção de muitos poluentes do ar, água e solos, como hidrocarbonetos de petróleo, e outros materiais orgânicos. Este estudo visou à caracterização física e química de borra de óleo combustível proveniente de uma UTE situada em João Pessoa-PB, bem como o uso de POAs para tratar os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) presentes na borra. Foi realizada caracterização do material recebido: análise elementar, teor de cinzas, pH, teor de elementos presentes e quantificação das concentrações de HPAs. Catalisadores BiVO₄ e TiO₂ foram preparados pelo processo hidrotermal sendo a síntese do BiVO₄ feita em dois níveis de pH (2, 11), com caracterização empregando técnicas de medida de área superficial (BET), FTIR, MEV/EDS e TG/DTG. Foram preparadas misturas de BiVO₄ com TiO₂ em proporção mássica 80/20 com realização da mesma caracterização. Resultados da caracterização dos materiais mostrou a eficiência do método empregado na sua preparação, com formação dos óxidos e área superficial de acordo com a literatura. No estudo da degradação de HPAs da borra estudada, foram aplicados processo de Fotólise e POAs homogêneos: Fenton, foto-Fenton, além de POAs heterogêneos por fotocatálise e as radiações UV-A, UV-B, UV-C e sunlight. Melhores resultados foram encontrados no processo foto-Fenton, com ferro endógeno, com 56,77% de remoção de HPAs, com radiação sunlight e pH na faixa de 2-3. Para os processos heterogêneos a fotocatálise com radiação sunlight apresentou melhor resultado quando foram utilizados os catalisadores BiVO₄(pH2) (remoção de 78,95 %) e BiVO₄(pH2)/TiO₂ (remoção de 85,36 %). Um modelo cinético de pseudo-primeira ordem foi testado, sendo analisado a evolução temporal para Σ[HPAs] e para as concentrações de naftaleno, acenaftileno e acenafteno. O modelo apresentou ajuste satisfatório. No estudo da cinética global de ΣHPAs e das cinéticas dos componentes individuais acenaftileno e acenafteno, o fotocatalisador BiVO₄(pH2)/TiO₂ se mostrou mais eficiente e para misturas constituídas de naftaleno, o BiVO₄(pH2) apresentou-se como o melhor fotocatalisador. Estudo toxicológico foi realizado utilizando sementes espécies Lactuta Sativa L. (alface) e Coriandrum sativum (coentro) tendo sido verificado que a amostra de borra sem tratamento apresentou toxicidade significativa nas sementes estudadas, impedindo seu crescimento. Para o mesmo percentual de borra tratada foi observado uma diminuição na toxicidade desta em relação à borra sem tratamento, sendo esse valor mais significativo para a alface que o coentro.