Otimização multivariada do processo foto-Fenton solar na remoção da demanda química de oxigênio em lixiviados de aterros sanitários

Multivariate optimization of solar photo-Fenton process for chemical oxygen demand removal in landfill leachate treatment

RESUMO

A presente pesquisa objetivou otimizar o processo foto-Fenton solar no tratamento de lixiviados de aterros sanitários. O Delineamento Composto Central Rotacional associado à Metodologia de Superfície de Resposta foi aplicado para investigar três variáveis operacionais: razão de reagentes [H₂O₂]/[FeSO₄.7H₂O], fator de H₂O₂ e pH inicial, a fim de maximizar a remoção de matéria orgânica, em termos da demanda química de oxigênio (DQO). De acordo com os resultados, obteve-se elevada redução da DQO em 3 horas de fotocatálise solar (70,97 a 84,74%). Com base na análise de variância (ANOVA), a variável reposta pode ser descrita por um modelo quadrático, com elevado coeficiente de explicação, R²=0,9894. A análise das superfícies de resposta indicou que as condições ótimas foram: faixa de pH inicial entre 2,5 e 3,5; com pico em 2,79; e razões de reagentes [H₂O₂]/[FeSO₄.7H₂O] a partir de 6 até o nível máximo estudado (7,36). Calculou-se a concentração de peróxido de hidrogênio com base no fator de H₂O₂, atingindo o ponto crítico em 143,77% da quantidade estequiométrica de H₂O₂ necessária para a oxidação completa da matéria orgânica, isto é, 11.751,05 mg H₂O₂.L^-1 para estabilizar uma DQO de 3.845,55 mg O₂.L^-1.

Palavras-chave:
fotocatálise homogênea; delineamento composto central rotacional; metodologia de superfície de resposta; lixiviados