Remoção de matéria orgânica natural em águas usando cavitação hidrodinâmica e peróxido de hidrogênio (CH-H2O2)

Resumo

A presença de matéria orgânica natural (MON) em águas não apresenta riscos diretos relacionados ao seu contato com o organismo humano e nem mesmo ao meio ambiente. Entretanto, sua presença, em conjunto a outros poluentes, pode acarretar inúmeros problemas e danos à saúde humana e ao meio ambiente. O fenômeno de cavitação hidrodinâmica (CH) passou a ser utilizado no início do século XXI como um processo capaz de realizar o tratamento de águas de abastecimento ou residuárias a partir da degradação de poluentes e patógenos. A efetividade do processo aumenta quando aliado à adição de agentes químicos no meio reacional, configurando um processo oxidativo avançado (POA). Por mais que diversos trabalhos apresentem amplas aplicações para o processo de CH, sua utilização para remoção de MON de águas de abastecimento ainda não foi avaliada e, portanto, apresenta-se como uma lacuna no conhecimento científico. O objetivo deste trabalho é avaliar o potencial da CH em remover MON. Para tanto, os experimentos foram realizados em um sistema de cavitação hidrodinâmica, em escala de bancada, operado em modo batelada com duração de 15 minutos. Adicionalmente, experimentos de decantação (período de 24 horas) foram conduzidos com intuito de verificar a influência da CH sobre as moléculas presentes no meio reacional após exposição ao fenômeno. A MON foi constituída por uma matriz de ácido húmico (AH) sintética à uma concentração fixa de 100 ppm. No total foram realizados 16 experimentos, no qual cada experimento foi caracterizado pelo par: pH (2,6; 3,0; 3,5; e 5,5) e peróxido de hidrogênio (0; 1; 15 e 30 mL). As melhores eficiências de remoção (34-36%) foram encontradas para faixas de pH mais ácidas (2,6-3,0), para uma concentração de 15 mL de H₂O₂. Após decantação, os resultados apresentaram uma elevada eficiência de remoção de MON (aproximadamente 90%), também para faixas de pH mais ácidas. Isso pode ser explicado pelo fato de que, em soluções ácidas, a cavitação hidrodinâmica consegue romper estruturas moleculares suspensas no meio líquido, favorecendo a decantação. Este estudo mostrou que a cavitação hidrodinâmica aliada a peróxido de hidrogênio é capaz de remover MON presentes em águas e que o controle do pH é fator crucial para o desempenho do processo.