Resumo: Os efluentes provenientes do comércio de derivados do petróleo possuem elevada carga orgânica e alta toxicidade, devidos principalmente à presença de um grande número de hidrocarbonetos aromáticos, dentre os quais se destacam os BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno). A toxicidade dos efluentes de postos de combustíveis permanece alta mesmo após passagem por caixas separadoras água-óleo. Diante da necessidade de um tratamento complementar desses efluentes, o presente trabalho avaliou a eficiência da fotocatálise heterogênea na remoção desses compostos tóxicos. Foram sintetizados catalisadores mistos de TiO2, ZnO e Nb2O5 pelo método sol-gel dopados ou não com nitrogênio. A porcentagem atômica de nitrogênio dos catalisadores dopados foi aproximadamente 0,5%. Os testes fotocatalíticos foram realizados com radiações proveniente de uma lâmpada de luz negra 46W (radiação UVA) e uma lâmpada de LED branca 16W (radiação visível). Foram feitos testes com efluente sintético contendo benzeno, tolueno e xileno a uma concentração de 100 ppm de cada composto e com o efluente real coletado em um posto de combustíveis localizado em Maringá-PR. A eficiência das reações foi acompanhada por cromatografia gasosa utilizando a técnica de headspace para o efluente sintético e por análises físico-químicas e de toxicidade aguda para o efluente real. As reações se ajustaram à cinética de primeira ordem aparente e os melhores resultados foram obtidos com o catalisador N-TiO2/ZnO, que apresentou constantes cinéticas de 24x10-3min-1 e 8,64 x10-3min-1 para a redução de BTX sob radiaçãoUVA e visível, respectivamente e de 2,4x10-3min-1 para a redução da DQO do efluente real sob radiação visível, além da eliminação da toxicidade.
Abstract: Wastewater derived from petrol products has high organic load and high toxicity, mainly due to the presence of a large number of aromatic hydrocarbons, such as BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene). The toxicity of petrol stations wastewater remains high even after water-oil separation tanks. Given the need for further treatment of these effluents, this work evaluated the efficiency of heterogeneous photocatalysis in the removal of these toxic compounds. Doped and undoped mixed catalysts were synthesized from TiO2, ZnO, and Nb2O5 by sol-gel method. The atomic load of doped nitrogen was found to be approximately 0.5 at%. Photocatalytic tests were performed with radiation from a 46W blacklight lamp (UVA radiation) and a 16W white LED lamp (visible radiation). Assays were carried out with synthetic wastewater containing 100 ppm of benzene, toluene and xylene and with the wastewater collected in a petrol station located in Maringá-PR. The reaction efficiency for the synthetic solution degradation was monitored by gas chromatography applying the headspace technique. The reaction efficiency for the collected wastewater was monitored by turbidity, COD, TOC and acute toxicity removals. The reactions followed the first-order kinetics and the best results were obtained with the N-doped TiO2/ZnO catalyst, which showed kinetics constants of 24x10-3 min-1 and 8.64x10-3 min-1 for BTX removal under UVA and visible radiations, respectively. Regarding to the real wastewater, kinetics constant of 2.4x10-3 min-1 was found for COD removal under visible radiation and the elimination of toxicity was achieved with the same catalyst. |
