Destruição de compostos potencialmente toxicos utilizando fotocatalise heterogenea
Claudia Poli de Almeida Barea Teixeira
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP T235d
Campinas, SP : [s.n.], 1997.
88f. : il.
Orientador: Wilson de Figueiredo Jardim
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil
Resumo: Neste trabalho, o processo fotocatalítico foi estudado utilizando-se reatores anelares em fluxo ascendente, empregando dióxido de titânio suportado como catalisador. Na primeira parte do trabalho, utilizando fenol como composto teste, verificou-se o efeito de alguns parâmetros que...
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Resumo: Neste trabalho, o processo fotocatalítico foi estudado utilizando-se reatores anelares em fluxo ascendente, empregando dióxido de titânio suportado como catalisador. Na primeira parte do trabalho, utilizando fenol como composto teste, verificou-se o efeito de alguns parâmetros que influenciamo processo de degradação fotocatalítica: a fotólise do fenol causada pelas lâmpadas luz negra e germicida, a sua evaporação durante os experimentos de degradação, a diferença entre o catalisador na forma suportada e em suspensão, a variação das vazões de ar e da solução no processo, comportamento do sistema para operação com passagem única e a adição de HzOz à solução de fenol. Os resultados mostraram que a fotólise causada pela lâmpada germicida (cerca de 10 %) é maior que a causada pela luz negra (cerca de 2 %) e o efeito da evaporação é mínimo, podendo ser desprezado. Embora os resultados tenham apontado que o reator empregando o catalisador em suspensão seja mais eficiente do que na forma suportada, sabe-se que esta é mais vantajosa devido à facilidade de operação e manuseio, além da redução no custo do processo. Portanto, neste trabalho, os experimentos subsequentes foram realizados utilizando o reator na forma suportada. Os resultados mostraram que a adição de ar numa vazão de 300 mL min-I, numa vazão de solução em tomo de 110 mL min-Ipara os sistemas em recirculação, com um tempo de detenção hidráulico de 119 min para os sistemas com passagem única para os reatores 1 e 2 (diâmetros de 3,3 e 7,0 cm, respectivamente) e com adição de HzOznuma concentração de 35 mmol L-I pw:a [COT] = 15 mgC L-I são condições otimizadas para este processo. Desta forma, utilizando as condições descritas anteriormente, na segunda parte do trabalho foi feita uma bateria de ensaios, na qual variou-se a fonte luminosa (lâmpada germicida e luz negra), a concentração da solução de fenol ([COT] = 15, 50 e 100 mgC L-I), a forma de operação do reator (com passagem única ou em recirculação), a geometria do reator (pelo aumento do diâmetro do reator) e a presença de HzOz.Os parâmetros determinados nesta etapa foram a taxa de degradação, que representa a velocidade com que o composto orgânico é mineralizado, o rendimento quântico, o consumo energético, a ordem das reações e o tempo de meia-vida. Os resultados mostraram que o experimento no qual obteve-se o melhor desempenho foi o da solução de fenol com [COT] = 100 mgC L-I, na presença de peróxido de hidrogênio, utilizando o reator 2, operando na forma de passagem única e com a lâmpada germicida, onde observou-se a maior taxa de degradação (36,83 mgC h-I) com um dos menores consumos energéticos (65 kWh m-3).Finalizando, o sistema fotocatalítico foi também testado para tric1oroetileno,obtendo-se uma taxa de degradação de 11,06 mgC h-I e um consumo energético de 7,8 kWh m-3nas soluções contendo 20 mgC L-I
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Abstract: In this work, the photocatalytic process was studied by using an anular up flow reactors and supported titanium dioxide as catalyst. In the first part of the work, the effect of some parameters that influence the process of photocatalytic degradation, using phenol as model compound, was...
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Abstract: In this work, the photocatalytic process was studied by using an anular up flow reactors and supported titanium dioxide as catalyst. In the first part of the work, the effect of some parameters that influence the process of photocatalytic degradation, using phenol as model compound, was studied: the photolysis of phenol exposed to black and germicide lamps, the evaporation during the degradation experiments, the difference between supported and slurry catalyst, flow and different concentration in the process, the behaviour of the system with single pass and the adition of H2O2to the solution of phenol. The results showed tOOtthe photolysis caused by the germicide lamp (about 10 %) is higher than the one observed for black light (about 2 %) and the effect of the evaporation can be neglected. Although the results showed tOOtthe reactor using the catalyst in suspension is more efficient than the supported form, it is known tOOtthis form is more advantageous due the facilityof operation and handling, besides the reduction in costs. Therefore, in this work, subsequent experiments were carried out by using the reactor in the supported formo. The results showed tOOtbubbling air at 300 mL min-I,keeping the flow rate around of 110 mL min-I in recirculation, retention time of 119 min in a single pass system reactors 1 e 2 (diameters of 3,3 e 7,0 cm, respectively) and the addition ofH2O2 in a concentration of35 mmol L-I to [COT] = 15mgCL-I are the optimized conditions to this processoUsing these conditions, in the second part ofthe work, a series of experiments was made, in which the irradiation source (germicide and black light lamps), the concentration of phenol ([COT] = 15, 50 e 100 mgC L-I), the way of operation of the reactor (single pass or recirculation), the geometry ofthe reactor (by increasing the diameter ofthe reactor) and the presence of hydogen peroxide were evaluated. The parameters determinated in this part of the work were the rate of degradation, tOOtmeans the velocity tOOtthe organic compound is mineralized, the quantum yield, the energy consuption, the order of the reactions and the half time. The results showed tOOtthe best performance was obtained using a solution with initial concentration of phenol of [COT] = 100 mgC L-I, in the presence of hydrogen peroxide, using the reactor 2, operating in the form of single pass and with the germicide lamp, where the highest rate of degradation (36,83 mgC h-I)was observed, with lowest energy consuption (65 kWh ni
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inally, the catalytic system was tested for trichloroethylene, resulting in a degradation of 11,06 mgC h-I and an energy consuption of 7,8 kWh m-3for a solution containing 20 mgC L-I
Destruição de compostos potencialmente toxicos utilizando fotocatalise heterogenea
Claudia Poli de Almeida Barea Teixeira
Destruição de compostos potencialmente toxicos utilizando fotocatalise heterogenea
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