Brasil é um dos pioneiros em pesquisa sobre POAs, que tratam poluentes emergentes 

por Cristiane Rubim

Há um grande número de pesquisas sendo feitas com Processos Oxidativos Avançados (POAs). “O objetivo é aproveitar esta técnica para tratar efluentes ‘difíceis’ e outros ‘emergentes’ no tratamento de águas potáveis” – afirma Sidney Zanelli Junior, diretor técnico da Foxwater. No mundo todo, são realizadas pesquisas sobre POAs e o Brasil é um dos principais países no número de grupos de pesquisa focados em Processos Oxidativos Avançados. Fazem parte estudos, trabalhos, eventos e tecnologias para a utilização dos POAs em várias aplicações nos solos, atmosfera e no tratamento de efluentes, que sofrem atualmente com os poluentes emergentes que causam mal ao ser humano. São advindos de produtos de higiene pessoal, cosméticos, hormônios sintéticos, remédios, inseticidas etc. lançados nas águas. Entre outros, o ozônio é uma das grandes saídas para os poluentes emergentes, por ser um dos oxidantes mais versáteis e eficientes.

Os POAs são tecnologias de tratamento usadas para a degradação de uma vasta gama de contaminantes ambientais. “São utilizados no tratamento de efluentes, que possuem uma série dessas substâncias, e aplicados na degradação de moléculas persistentes ou de difícil remoção ou transformação química ou biológica” – explica o Prof. Dr. José Roberto Guimarães, vice-chefe do Depto. de Saneamento e Ambiente e chefe do Laboratório de Saneamento, Depto. de Saneamento e Ambiente (DSA), Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FEC) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
Os POAs produzem radicais que degradam compostos químicos e destroem microrganismos presentes nas águas, atmosfera e solo. O processo mais comum é pelo peróxido de hidrogênio (água oxigenada). “Nos Processos Oxidativos Avançados (POAs), são gerados compostos transientes de alto potencial de oxidação de moléculas ou inativação de microrganismos presentes em águas, atmosfera ou solo, sendo o radical hidroxila o principal deles” – diz o Prof. Dr. Guimarães.

Pesquisas, eventos e tecnologias
As pesquisas sobre aplicação de Processos Oxidativos Avançados estão progredindo no mundo. “Na forma de estudos científicos, dissertações, teses, divulgação em artigos científicos e na apresentação de novos estudos em congressos específicos da área” – diz o Prof. Dr. Guimarães.
Essa movimentação toda se deve porque a preocupação com contaminantes perigosos é grande e urgente. E o Brasil está entre as frentes mundiais para buscar soluções para esta questão. As principais novidades sobre o desenvolvimento e aplicação dos POAs no tratamento de efluentes, solos e atmosfera contaminados por substâncias de alto potencial de toxicidade serão apresentadas no IV Congresso Ibero-americano de Processos Oxidativos Avançados (CIPOA), que será realizado em Natal, no Rio Grande do Norte, em 2019. De acordo com ele, o Congresso é o principal fórum de debates sobre POA no Brasil e na América Latina e terá a presença de profissionais de empresas, professores, pesquisadores e estudantes dos mais diversos setores. 
Na Europa e Estados Unidos, segundo o Prof. Dr. Guimarães, muitas empresas fazem ensaios de tratabilidade de todo o tipo de efluentes industriais com Processos Oxidativos Avançados e projetam equipamentos com configurações adequadas para cada tipo de água residuária. “Mesmo no Brasil, há empresas que fazem estudos de tratabilidade de efluentes e propõem o Processo Oxidativo Avançado mais adequado. Existem empresas que possuem tecnologias de tratamento de águas residuárias com reagentes de Fenton modificados para a utilização em meios aquosos e solos numa ampla faixa de potencial hidrogeniônico (pH)” – expõe.
Um processo atualmente muito pesquisado, segundo ele, é a irradiação com luz ultravioleta do cloro, hipoclorito e ácido hipocloroso para a formação de radicais livres clorados, bem como o próprio radical hidroxila. “É uma das variações dos POAs, porém, merece atenção devido ao potencial de formação de compostos organoclorados, que depende, inclusive, da dose de radiação” – explica o Prof. Dr. Guimarães.

Tipos de efluentes tratados com POAs
Águas subterrâneas, efluentes têxteis, de indústrias de cosméticos, de aromatizantes, de atividades farmacêuticas, defensivos agrícolas, indústria de galvanoplastia, entre outros diversos.
Fonte: Foxwater.

Testes para escolha
Tudo vai depender do volume a ser tratado, da concentração, do grau de resistência à oxidação dos compostos e das características do efluente. Como nos outros tipos de processo de tratamento de efluentes, qualquer um dos POAs pode ser utilizado depois de serem feitos os testes normais de tratabilidade. “O grau de eficiência, de eficácia e de efetividade de cada processo depende das características das soluções a serem tratadas, do nível de remoção dos compostos e de toxicidade que se deseja atingir. Não é possível eleger o melhor sem antes fazer os testes convencionais de avaliação do potencial de cada um deles” – afirma o Prof. Dr. Guimarães.

Principais Processos Oxidativos Avançados (POAs) 
• Reagente de Fenton, combinação de água oxigenada com íons ferrosos (H2O2/Fe2+); 
• Foto-Fenton (UV/H2O2/Fe2+), quando utilizada a radiação ultravioleta em conjunto ao reagente de Fenton;
• Fotoperoxidação (UV/H2O2), ultravioleta/peróxido de hidrogênio;
• Focatálise heterogênea, principalmente usando o dióxido de titânio submetido à radiação ultravioleta (UV/TiO2);
• A própria radiação ultravioleta de alta potência ou em comprimento de ondas abaixo de 200 nm (UV-vácuo);
• O ozônio em meio básico (O3/HO-), bem como suas variações, quando utilizado com outros reagentes e radiação ultravioleta;
• Ultravioleta/ozônio;
• Ultravioleta/peróxido de hidrogênio e ozônio. 
Fontes: Prof. Dr. José Roberto Guimarães, da Unicamp / Foxwater.

Atuação abrangente
O campo de atuação dos Processos Oxidativos Avançados no tratamento de efluentes é abrangente. “Podem ser utilizados para tratar uma grande variedade de efluentes desde águas residuárias industriais de composição complexa, até aquelas onde as moléculas-alvo são bem definidas” – ressalta o Prof. Dr. Guimarães, da Unicamp.
Ele diz que hoje existe um grande número de trabalhos publicados nos quais são apresentados o potencial e a eficiência dos POAs para o tratamento de efluentes que contêm fármacos, hormônios e compostos utilizados no controle de pragas, produtos de higiene pessoal, entre outros. “Empresas vêm aplicando esses processos para o tratamento de solos e de águas subterrâneas contaminadas com compostos orgânicos, principalmente aqueles derivados do petróleo. A indústria farmacêutica também se mostra muito interessada na aplicação dos POAs no tratamento de suas águas residuárias oriundas dos processos de produção dessas moléculas bioativas” – conta o Prof. Dr. Guimarães.

Para se obter uma alta eficiência dentro de um sistema de tratamento de efluentes, a conjugação de processos físicos, químicos e biológicos se torna fundamental. Conforme o Prof. Dr. Guimarães, o principal agente oxidante dos Processos Oxidativos Avançados, o radical hidroxila, normalmente, não é seletivo, portanto, ele reage e promove a oxidação dos componentes de matrizes complexas. Ele diz que nem sempre é desejável uma completa redução da carga orgânica do efluente. “Muitas vezes, promove-se a redução da sua toxicidade, aplicando-se um POA, e depois o efluente é encaminhado para um processo biológico junto com outros efluentes mais biodegradáveis” – explica. 
Segundo ele, sempre é desejável que se faça uma segregação da linha de efluente com maior toxicidade e de menor volume antes do encaminhamento à etapa do sistema de tratamento por processo biológico. A utilização de membranas, como microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração e osmose reversa; adsorventes, como carvão ativado; e trocadores iônicos também são outras opções de conjugação de processos.

Ozônio: saída versátil e eficiente
O ozônio hoje se mostra como uma das grandes saídas para os poluentes emergentes, por ser um dos compostos oxidantes mais versáteis e eficientes para a degradação/oxidação da maioria das moléculas orgânicas com potencial poluidor. “No entanto, se o efluente contiver em sua composição os íons brometo, é preciso ter cautela, pois pode se formar produtos bromados. Esse composto possui um conhecido potencial carcinogênico, inclusive, sua concentração máxima em águas de abastecimento é regulamentada” – esclarece o Prof. Dr. Guimarães.
Como qualquer outro processo de tratamento de águas, a ozonização também possui as suas limitações. “Uma delas é a própria dificuldade na transferência desse oxidante da fase gasosa para a fase aquosa, além do preço de sua produção, pois está diretamente ligado aos custos da energia elétrica do local de produção” – ressalta.
O ozônio pode ser utilizado em efluentes com características variadas, principalmente, de cor, turbidez e composição química. Segundo o Prof. Dr. Guimarães, é um dos oxidantes mais eficientes na degradação de compostos emergentes ou de preocupação emergente, tanto em concentrações baixas de nanogramas por litro (ng L-1) até centenas de miligramas por litro (mg L-1).
Conforme explica, sua atuação, quando aplicado em efluentes com baixos valores de pH, se dá na sua forma de ozônio molecular (O3). Entretanto, em meios aquosos mais básicos, há a formação de radicais hidroxila, que podem atuar em conjunto com o oxidante na forma molecular.

 “A ozonização em meio básico (O3O-) é um POA, pois há a produção desse radical livre, que tem maior potencial de oxidação de compostos que o próprio ozônio molecular” – complementa.

Existem muitas variações de processos utilizando ozônio como Processo Oxidativo Avançado. O Prof. Dr. Guimarães cita como exemplo a própria ozonização assistida por radiação ultravioleta (UV/O3). A ozonoperoxidação, conhecida como peroxônio, combinação do ozônio e peróxido de hidrogênio (O3/H2O2), que tem sido muito aplicada na degradação de moléculas específicas e no tratamento de efluentes. Também pode ser utilizada quando assistida por luz ultravioleta, que é a foto-ozonoperoxidação (UV/O3/H2O22).

A ozonização e suas variações como processos oxidativos avançados têm um elevado potencial para serem aplicadas no tratamento de águas em geral, que contêm compostos emergentes ou de preocupação emergente. “Mas, com certeza, não podem ser aplicadas sem antes serem realizados testes de tratabilidade, verificação de dose, subprodutos formados e testes de toxicidade” – adverte o Prof. Dr. Guimarães.

Para Zanelli Junior, o custo menor do ozônio é um dos diferenciais. “A vantagem de adotar o ozônio para tratar os poluentes emergentes é o custo, que é menor se compararmos com o do ultravioleta e peróxido. A dificuldade consiste em garantir a real dosagem dele no efluente e a questão de segurança durante a aplicação” – analisa Zanelli Junior.

Contatos
Foxwater: 
www.foxwater.com.br
Prof. Dr. José Roberto Guimarães:
 Unicamp

Publicação: Revista TAE - especializada em tratamento de água e efluentes - Edição Nº 46 - dezembro de 2018/janeiro de 2019 - Ano VIII

Leia mais sobre o processo oxidativo avançado da FOXWATER:

https://www.foxwater.com.br/57/processo-oxidativo-avancado-poa

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