Integração dos processos de coagulação-floculação, foto-fenton e/ou fotocatálise para o tratamento de efluentes de pesticidas

Industrial effluents from pesticides have high toxicity associated with their high organic load, as well as high levels of turbidity, suspended solids and color. Due to the complexity and toxicity of this kind of effluent, the objective of this work was to evaluate the combination of coagulation-flocculation-decanting and advanced oxidation (photo-Fenton and/or heterogeneous photocatalysis) as treatment alternatives for this type of matrix. The present study consists of the treatment of an industrial effluent of pesticides, consisting of a mixture of the pesticides ametrine (ATT), atrazine (ATZ), imidacloprid (IMD) and tebuthiuron (TBH) in concentrations of 403, 2153, 2936 and 3354 mg L-1, respectively. Firstly, the study of the best coagulant for the pre-treatment was analyzed, with Fe (NO3)3 at 8 mmol L-1 at pH adjusted to 4.0. Under such conditions, there was a 99% color and turbidity removal, 65% COD, 27% BOD and 56% TOC. For pesticides, 72%, 98%, 82% and 39% for AMT, ATZ, IMD and TBH, respectively. However, this process was inefficient to remove the soluble organic fraction and toxicity, being necessary the integration with other processes, such as photo-Fenton and/or photocatalysis. Firstly, different types of iron sources, Fe(NO3)3, FeSO4, FeOx, FeCit, FeEDTA, FeEDDS and FeNTA complexes were analyzed in a concentration of 2 mmol L-1. Other operational parameters were also evaluated, such as FeOx and FeCit complex concentrations (0.5, 1.0, 2.0 and 3.0 mmol L-1) and the influence of the binder replacement on the process. Among the conditions evaluated, the best results were obtained using 2 mmol L-1 concentration of the FeOx iron complex, without replacing the binder, with 2000 mg L-1 of H2O2. There was a removal of 86%, 34%, 95% and 87% for AMT, ATZ, IMD and TBH, respectively. For comparison purposes, experiments employing the heterogeneous photocatalysis using TiO2 P25 were also carried out in the same supernatant after the physical-chemical treatment, obtaining better results with 150 mg L-1 of TiO2 and 2000 mg L-1 of H2O2, reaching 73%, 25%, 71%, 37% degradation for AMT, ATZ, IMD and TBH, respectively. Therefore, this study shows the importance of combination of two or more processes for the treatment of complex matrices, such as an industrial effluent containing pesticides, since the physico-chemical process is effective for the reduction of turbidity, color and suspended solids, while the photo-Fenton process and/or photocatalysis is efficient for the degradation of the organic matter.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)Efluentes industriais de pesticidas possuem alta toxicidade associada à sua alta carga orgânica, além de elevados níveis de turbidez, sólidos em suspensão e cor. Devido à complexidade e toxicidade deste tipo de efluente, o objetivo deste trabalho foi avaliar a combinação dos processos de coagulação-floculação-decantação e de oxidação avançada (foto-Fenton e/ou fotocatálise heterogêna) como alternativas de tratamento para esse tipo de matriz. O presente estudo consiste no tratamento de um efluente industrial de pesticidas, sendo composto por uma mistura dos pesticidas ametrina (AMT), atrazina (ATZ), imidaclopride (IMD) e tebuthiuron (TBH) em concentrações de 403, 2153, 2936 e 3354 mg L-1, respectivamente. Primeiramente foi analisado o estudo do melhor coagulante para o pré-tratamento, tendo como resultado mais eficiente o Fe(NO3)3 na concentração de 8 mmol L-1 em pH ajustado para o valor 4,0. Sob tais condições, houve uma remoção de 99% de cor e turbidez, 65% da DQO, 27% DBO e 56% de COT. Em relação aos pesticidas, 72%, 98%, 82% e 39% para AMT, ATZ, IMD e TBH, respectivamente. Entretanto este processo foi ineficiente para remover a fração orgânica solúvel e toxicidade, sendo necessária a integração com outros processos, como o foto-Fenton e/ou fotocatálise. Inicialmente foram analisados diferentes tipos de fontes de ferro, Fe(NO3)3, FeSO4, os complexos FeOx, FeCit, FeEDTA, FeEDDS e FeNTA, em concentração de 2 mmol L-1. Outros parâmetros operacionais também foram avaliados, como as concentrações dos complexos de FeOx e FeCit (0,5; 1,0; 2,0 e 3,0 mmol L-1) e a influência da reposição do ligante no processo. Dentre as condições avaliadas os melhores resultados foram obtidos usando a concentração de 2 mmol L-1 do complexo de ferro FeOx, sem reposição do ligante, com 2000 mg L-1 de H2O2. Nessas condições, houve uma remoção de 86%, 34%, 95% e 87% para AMT, ATZ, IMD e TBH, respectivamente. Para fins comparativos foram feitos experimentos de fotocatálise heterogênea utilizando TiO2 P25 no mesmo sobrenadante após o tratamento físico-químico, sendo obtido melhores resultados com 150 mg L-1 de TiO2 e 2000 mg L-1 de H2O2, atingindo 73%, 25%, 71%, 37% de degradação para a AMT, ATZ, IMD e TBH, respectivamente. Portanto, este estudo mostra a importância da combinação de dois ou mais processos para o tratamento de matrizes complexas, como o de um efluente industrial contendo pesticidas, uma vez que o processo físico-químico foi eficaz para diminuição de turbidez, cor e sólidos suspensos, enquanto o processo foto-Fenton e/ou fotocatálise é eficiente para a degradação da matéria orgânica