Aprimoramento do processo de geração de ozônio conduzido a partir da eletrólise da água pura

Abstract

Eletrodos constituídos de β-PbO2 foram preparados via eletrodeposição, mediante inclusão dos íons Fe3+ e F- na mistura precursora, usando como substratos tela de aço (ASTM 316) e tecido de carbono, visando a produção eletroquímica de ozônio (PEO) em um reator filtro-prensa conduzida na ausência de eletrólito líquido. A análise das micrografias de MEV para ambos substratos revelaram que em baixas concentrações dos dopantes houve a formação de grãos bem definidos com uma área superficial uniforme. A análise de Raios-X para ambos substratos revelou o desfavorecimento da formação da fase α-PbO2 para a maioria da concentração dos dopantes. Estudos cronopotenciométricos evidenciaram a estabilidade dos anodos quando sujeitados a intensa evolução de gases. Para o eletrodo dopado com 1 mM do íon Fe3+, a eficiência de corrente da PEO foram de 10% e 9,5% com uma velocidade de geração de ozônio de 1,35 g h-1 e 1,40 g h-1 para os substratos de tela de aço e de tecido de carbono, respectivamente. Os resultados encontrados são promissores indicando uma viabilidade do uso desses eletrodos para aplicação no tratamento de água, por isso, empregou-se o ozônio produzido eletroquimicamente para tratar água residuária proveniente da produção de biodiesel na planta piloto da UFVJM. O tratamento oxidativo da água residuária foi conduzido num reator em coluna de bolhas via reação direta (ozônio molecular), indireta (radical hidroxila) e mista (O3/HO•) manipulando-se o pH do meio reacional.A caracterização do efluente ozonizado foi efetuada monitorando-se o processo de degradação da matéria orgânica dissolvida via espectrofotometria. A cinética do processo de degradação seguiu o modelo de pseudo-primeira ordem. Foi verificado que a constante cinética sofre variação com o tempo de ozonização revelando, portanto, uma variação da recalcitrância com o tempo de reação. A demanda de energia requerida no processo de ozonização foi caracterizada por uma energia elétrica por ordem (EEO) de 139 kW h m-3 ordem-1.