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Degradação eletroquímica de efluentes contendo ácido cafeico usando eletrodo de diamante dopado com boro
(Universidade Federal de São Carlos, 2019-02-26) Oliveira, Kaíque Souza Gonçalves Cordeiro; Ruotolo, Luís Augusto M.
O café é um dos principais produtos do agronegócio mundial, no entanto, sua indústria de processamento por via úmida é considerada não amigável do ponto de vista ambiental, em função do alto consumo de água no processo e do grande volume de efluentes gerados. A água residuária deste processo é rica em compostos fenólicos, como ácido cafeico e clorogênico, que podem ser tóxicos e refratários ao tratamento biológico. Neste contexto, estudou-se a eletroxidação do ácido cafeico (AC, 200 mg L -1 ), como molécula-modelo presente nestes efluentes, utilizando o eletrodo de diamante dopado com boro (DDB) em reator eletroquímico de fluxo. O volume de eletrólito utilizado nos ensaios foi de 1,4 L contendo H 2 SO 4 0,05 mol L -1 como eletrólito suporte. Inicialmente, foram avaliados os efeitos dos parâmetros operacionais α (relacionado à densidade de corrente) e velocidade de escoamento (u) sobre: i) a cinética de mineralização e degradação do AC; ii) cinética de formação e oxidação dos possíveis intermediários reacionais; iii) eficiência de mineralização (ε) e consumo energético específico (η). Os resultados mostraram que os melhores valores de cinética de mineralização (remoção de 76% de COT) e degradação (remoção de 100%) do AC foram obtidos aplicando-se os valores superiores das variáveis estudadas (α = 1,2 e u = 1,11 m s -1 ), no entanto, apresentando menor ε e maior η. A concentração de AC em solução foi completamente reduzida na maior velocidade de escoamento, para todos os valores de α estudados. Com o aumento de α, houve uma melhoria na taxa de mineralização e oxidação da matéria orgânica, no entanto, menor foi o tempo que processo operava sob controle ativado e assim, menor foi ε devido às reações paralelas e, consequentemente, η foi maior. Já o aumento de u proporcionou um aumento no coeficiente de transporte de massa, levando a um aumento nas taxas de mineralização e oxidação, como também, um aumento em ε e uma redução no consumo energético específico global (η G ). A eletroxidação do AC sobre DDB levou à formação dos ácidos fórmico, succínico e oxálico, quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência, em quantidades que variaram de acordo com os valores de α e u utilizados. Em uma segunda etapa, realizou-se um aprimoramento do processo através da aplicação da técnica de corrente modulada, que resultou na diminuição em η (de 256 para 52,4 kWh kg -1 COT), devido à uma melhoria em ε (de 17,9 para 77,1%). Porém, o tempo de processo também aumentou, de 7,1 para 12 h, quando comparado ao processo galvanostático. Por fim, avaliou-se a aplicação da corrente modulada na degradação eletroquímica de um efluente real do processamento do café, mostrando-se como uma alternativa atrativa para agricultores tratarem, in loco, os efluentes gerados em pequenos volumes.