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Estudo comparativo dos processos de adsorção e fotooxidação no tratamento do efluente de biodiesel

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo avaliar dois tipos de tratamentos para o efluente do biodiesel produzido a partir de óleo de soja e sebo bovino, com o auxílio de um planejamento fatorial 22, tendo como variáveis o tipo de tratamento e o tempo. Foram realizados ensaios de foto-oxidação (foto-Fenton) e adsorção (carvão ativado), ambos com variação de tempo de 1 hora e 2 horas. Para tanto, foram monitorados os parâmetros: espectroscopia UV-Vis, cor aparente e turbidez. O tratamento que obteve melhor resultado correspondeu a adsorção por carvão ativado com 1 hora, chegando a 73% de remoção de poluentes, além da diminuição de 403 UC (unidades de cor) e 5,54 UT (unidades de turbidez).

Introdução

A preocupação com a redução ou mesmo esgotamento futuro de fontes de energia não-renováveis, como o petróleo, associado ao prejuízo ambiental decorrente de seu uso, têm contribuído para a adoção de novas fontes de energia (ARGAWAL, 2007; ELFASAKHANY, 2016). No Brasil, as iniciativas de síntese e comercialização de combustíveis alternativos iniciaram na década de 70 (PROÁLCOOL) e em 2004, foi lançado o Programa Nacional de Biodiesel (PNPB), com incentivos para a adição de teores de biodiesel no diesel comercializado. Atualmente, o percentual obrigatório de biodiesel no diesel é de 7% (ANP, 2016).

O biodiesel é um combustível renovável, sendo ainda uma alternativa ao diesel em motores do ciclo diesel (LEBID e HENKES, 2015; SIVAKUMAR, ANBARASU e RENGANATHAN, 2011). Muitos estudos apontam uma redução significativa no lançamento de poluentes na atmosfera (SCHIRMER et al., 2015; GAUER, 2012). No caso do Brasil, além da questão ambiental, ressalta-se o potencial territorial e condições climáticas do país para o cultivo de vegetais para a produção de biocombustíveis, facilitando a aceitação social e econômica (COSTA, PEREIRA e ARANDA, 2010; GARCEZ e VIANNA, 2009; LEITE et al., 2013).

Impulsionados pelos múltiplos benefícios potenciais do uso do biodiesel como combustível de transporte, em âmbito nacional, pesquisas compreendendo a produção e uso de combustíveis renováveis têm ganhado proporções cada vez maiores. No entanto, grande parte destes estudos não aborda os aspectos ambientais relacionados ao processo produtivo de tais combustíveis, fundamentais para o desenvolvimento sustentável das alternativas aos combustíveis fósseis.

Após o processo de transesterificação (processo mais comum e aceito para síntese de biodiesel) (DEMIRBAS, 2009; LEUNG, WU e LEUNG, 2010), existe a necessidade de purificação do produto através da adição de água, a fim de promover o arraste e remoção de possíveis sabões, resíduos de sais inorgânicos do catalisador, ácidos graxos livres e outros compostos orgânicos presentes em concentrações variadas (DAUD et al., 2015; SUEHARA, 2005). Segundo De Boni et al., (2007), as águas residuais do processo de purificação do biodiesel apresentam uma elevada carga orgânica e de sólidos, baixa concentração de nitrogênio e, portanto, podem implicar em impactos aos corpos hídricos e solo.

Entre as técnicas de tratamento recentemente utilizadas para esse tipo de efluente, a utilização do Processo Oxidativo Avançado (POA), denominado foto- Fenton, vem se mostrando uma boa opção, devido ao seu baixo custo e eficiência de tratamento (RIBEIRO, STROPARO e SOUZA, 2015). Segundo Rodrigues (2001), este processo baseia-se na geração de radicais hidroxila (·OH), que possuem alto poder oxidante e, portanto, promovem a degradação de vários compostos orgânicos em um tempo reduzido.

Outro processo que pode ser eficaz para o tratamento do efluente de biodiesel é o de adsorção com carvão ativado. Segundo Florido (2011), tais processos são amplamente utilizados no tratamento e purificação de águas, óleos, produtos farmacêuticos e efluentes de processos, e geralmente são utilizados nas etapas de polimento final de efluentes. As propriedades do carvão interferem incisivamente no processo, necessitando-se conhecer muito bem o tipo de efluente a ser tratado, para a escolha do carvão mais eficaz ao tratamento. Estruturalmente, o carvão ativado apresenta alta porosidade, com uma área superficial superior a 1100 cm2 g-1 e dimensão dos poros variando de 10 a algumas centenas de Angstrons (FLORIDO, 2011).

Neste sentido, o presente estudo teve como objetivo avaliar o tratamento da água de purificação do biodiesel pelo processo foto-Fenton e de adsorção por carvão ativado em condições otimizadas.

Autores: Tiago Francisco Ferreira; Camilo Bastos Ribeiro; Matheus Vitor Diniz Gueri; William Gouvea Buratto; Guilherme Pozzobom Pavanello; Julianno Pizzano Ayoub; Geovanny Broetto Besinella e Erivelton César Stroparo.