Uso, Reuso e Descarte da Água na Indústria
Aplicações e implicações do Peróxido de Hidrogênio
Luiz Alberto C. Teixeira
Abril 2015
PUC-Rio
Peróxido de Hidrogênio H2O2
- Dosagem simples e precisa (produto líquido)
- Oxidante totalmente miscível em água
-d[Contam]/dt = k[Contam][H2O2]
- Elevado Potencial Redox
H2O2 + 2H+ + 2e- = 2 H2O
eo = +1.8 V
HO*
O3
H2 O 2
Cl2
NaClO
O2
eH (V)
2.8
2.1
1.8
1,5
1.5
1.2
US$/kg
1.10 - 3.00
2.50
1.00
1.00
2.50
0.10 – 0.40
- Elementos não-contaminante e não persistente no MA.
H2O2  H2O + ½ O2
- Produto fabricado no Brasil em grande escala.
PUC-Rio
H2O2 - Principais Usos
PUC-Rio
Possíveis pontos de aplicação do peróxido de hidrogênio na Captação, e no Trat. de Águas e Efluentes
H2O 2
Matéria Prima
H2O 2
Energia
Água
Produtos Químicos
Materiais
Diversos
insumos
H2O 2
Processo Industrial
ETA
H2O 2
H2O 2
Produtos
Emissões Gasosas
Resíduos Sólidos
Efluentes Líquidos
H2O 2
ETE
H2 O 2
Tratamento de Efluentes Industriais
Prof. Luiz Alberto Cesar Teixeira PUC-Rio 2010
PUC-Rio
Sistemas Peroxidados para Tratamento de Águas e Efls. na Met Extrativa
• H2O2
(Aplicação Direta)
• Processos Oxidativos Avançados (POA’s)
Fenton (Fe2+ + H2O2)
Foto-Ativado (UV + H2O2)
Ozônio + H2O2
PUC-Rio
Técnicas de Aplicação do H2O2
Dosagem direta
POA Fenton
POA Peroxone
POA Foto-Ativação
PUC-Rio
Captação e Trat. De Água
Água Bruta
Pré-Oxidação
H2O2
H2O2
Fenton
• Pré-oxidação em reservatórios visando
principalmente ao controle de cianobactérias.
• Pré-oxidação em pontos de captação visando ao
controle de moluscos.
• Pré-oxidação em ETAs visando à oxidação de
ferro, manganês e matéria orgânica dissolvida.
• Pré-oxidação Avançada em ETAs.
Coagulação
Floculação / Decantação
Filtração
Desinfecção
Distribuição
PUC-Rio
Trat de Águas de Resfriamento, controlar formação de biofilmes
Crescimento de microrganismos em
Torre de resfriamento
(Fonte: Trovati, 2005)
Trocador de calor com material orgânico
proveniente de crescimento biológico
(Fonte: Trovati, 2005)
PUC-Rio
Substituição do CL2 ou NaCLO pelo H2O2
Tratamento de Águas Industriais
Substituição do CL2 ou NaCLO pelo H2O2
Efeitos comuns aos sistemas:
Oxidação de Fe
Oxidação de matéria orgânica
Ação microbicida / desplaca biofilme
Ação algicida
Ação corrosiva limitada
Benefícios:
Aumento de segurança industrial
Aumento do número de ciclos no circuito
Redução de Custos Químicos
Ausência de organo-clorados nas purgas
H2O2
PUC-Rio
Aplicações em Tratamento de Efluentes e Soluções de Processos
PUC-Rio
Precipitação de Fe
2 Fe 2+ (aq) + H2O2 + 2 H+ (aq)  2 Fe3+ (aq) + 2 H2O
Fe 3+ (aq) + 3 OH– (aq)  Fe(OH)3 (s)
PUC-Rio
Precipitação para [Mn] < 1 mg/L
Mn 2+ + 2 OH-  Mn(OH)2 (s)
Mn 2+ + H2O2 + 2 OH-  MnO2 (s) + 2 H2O
PUC-Rio
Oxidação de Sulfetos e H2S
Em meio ácido a neutro
H2S + H2O2 = S + 2 H2O
HS- + H2O2 + H+ = S + 2 H2O
Em meio alcalino
S2- + 4 H2O2 = SO42- + 4 H2O
PUC-Rio
Oxidação de Cianetos
Oxidação
CN- + H2O2  CNO- + H2O
M(CN)42- + 4 H2O2 + 2 OH-  M(OH)2 (s) + 4 CNO- + 4 H2O
Hidrólise do Cianato (lenta – ocorre no corpo receptor)
CNO- + 2 H2O  NH4+ + CO32-
Precipitação de ferro-cianetos
2M2+ + Fe(CN)64-  M2Fe(CN)6 (s)
PUC-Rio
Suplementação de Oxigênio no Trat. por Lodo Ativado
H2O2  H2O + ½ O2
PUC-Rio
Abatimento de DQO recalcitrante
Opções de técnicas:
- Oxidação Avançada
UV + H2O2
Fenton
O3 + H2O2 (o sistema mais caro e mais potente)
PUC-Rio
Exemplo do poder da Oxidação Avançada
Abatimento de DQO e Cor Recalcitrante de Efluente de Trat. Biológico
com Processo Fenton
PUC-Rio
Fornecimento de OD para água do corpo receptor
H2O2  H2O + ½ O2
PUC-Rio
Mensagem Final: O H2O2 na produção de Água de Melhor Qualidade
H2O2 no Pré-Tratamento de Água Potável SABESP / SP
20 milhões de habitantes atendidos diariamente.
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