Construção de um reator de oxidação em água supercrítica para destruição de resíduos farmacêuticos

• Main Author: Souza, Vinícius Ricardo de
• Other Authors: Rodrigues, Araken dos Santos Werneck
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Resíduos farmacêuticos; Reatores químicos
• Online Access: http://repositorio.unb.br/handle/10482/19217; http://dx.doi.org/10.26512/2015.11.T.19217

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Programa de Pós-Graduação em Ciências e Tecnologia em Saúde, 2015. === Submitted by Fernanda Percia França ([e-mail]) on 2016-01-14T16:31:58Z No. of bitstreams: 1 2015_ViníciusRicardodeSouza.pdf: 3057540 bytes, checksum: e3d9c5cfe980e4fe7337bd213a4d4bd9 (MD5) === Approved for entry into archive by Raquel Viana([e-mail]) on 2016-01-21T19:07:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_ViníciusRicardodeSouza.pdf: 3057540 bytes, checksum: e3d9c5cfe980e4fe7337bd213a4d4bd9 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-01-21T19:07:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_ViníciusRicardodeSouza.pdf: 3057540 bytes, checksum: e3d9c5cfe980e4fe7337bd213a4d4bd9 (MD5) === Foi realizada neste trabalho a construção do reator de oxidação em água supercrítica, o ROASc V4.1, com o objetivo de tratar resíduos farmacêuticos modelos a partir de 12 compostos orgânicos das classes de fármacos, fenóis, fluoróforos e alcoóis; sendo utilizado peróxido de hidrogênio como agente oxidante. Técnicas espectrofotométricas nas regiões do ultravioleta, visível e infravermelho foram utilizadas para análises das concentrações residuais dos compostos por meio de curvas de calibração previamente construídas. No caso dos fármacos (paracetamol, ibuprofeno e ácido acetilsalicílico), frequentemente encontrados em águas superficiais, encontrou-se uma eficiência de destruição (ED) superior a 99,9 % em todos os ensaios experimentais. Nos casos da fluoresceína sódica e do L-triptofano, foram atingidas EDs superiores a 99,9999 %. Os ensaios envolvendo fenóis apresentaram EDs superiores a 99,9 % e concentrações residuais inferiores ao limite máximo estabelecido pela Resolução Conama 430/2011, de 0,5 ppm. Nos ensaios contendo isopropanol e terc-butanol, a quantidade de oxidante usada mostrou-se insuficiente. Também foi proposto no trabalho o desenvolvimento de uma técnica de eletrocoagulação de efluentes provenientes desses ensaios para remoção do íon Cr (VI), proveniente da liga metálica do reator. Em todos os ensaios realizados, a concentração residual deste íon foi inferior ao limite máximo estabelecido pela supracitada Resolução de 0,1 ppm. A utilização de técnicas analíticas mais sofisticadas podem comprovar que o ROASc V4.1 é capaz de destruir fármacos, por exemplo, a concentrações traço (ng.L-1), haja visto que na maioria das análises foram atingidos os limites de quantificação determinados estatisticamente por uma planilha eletrônica. Cálculos matemáticos semi-empíricos e testes supracitados demonstraram que o ROASc V4.1 é capaz de suportar pressões tão elevadas quanto 56,0 MPa a temperaturas de 430 oC, muito além do mínimo necessário para a produção de água supercrítica (374 oC; 22,1 MPa). O custo de fabricação do ROASc V4.1 foi muito baixo, em torno de US$ 2.000,00, se comparado com reatores comerciais do tipo que custam pelo menos US$ 40.000,00, o que torna o processo atrativo comercialmente. === The primary goal of this work was the construction of the supercritical water oxidation reactor, the ROASc V4.1 for the treatment of pharmaceutical wastewater models obtained from 12 organic drugs compounds as phenols, alcohols and fluorophores; hydrogen peroxide being used as oxidizing agent. Ultraviolet-visible and infrared spectrophotometric techniques were used for the analysis of residual concentrations of the compounds using calibration curves previously constructed and validated. In the case of drugs like acetominophen, ibuprofen and acetylsalicylic acid, often found in surface water, was observed destruction efficiency (DE) greater than 99.9 % in all experimental tests. In the case of sodium fluorescein and L-tryptophan, they were hit DEs higher then 99.9999 %. The trials involving phenols showed higher DEs to 99.9 % and residual concentrations below the maximum level set by CONAMA Resolution 430/2011, of 0.50 ppm. In tests containing isopropanol and tert-butanol, the amount of oxidant used was insufficient. Other goal of this work consists in the development of an electrocoagulation technique to treat effluent from these tests for in other to removal of the ion Cr (VI) from the alloy of the reactor. In all trials, the residual concentration of this ion was below the upper limit set by the above-mentioned Resolution of 0.10 ppm. The use of a more sophisticated analytical techniques can prove that the ROASc V4.1 is capable of destroying drugs, for example, to subtherapeutic levels, as it was showed that most of the analyzes have been hit the limits of quantification determined statistically by a spreadsheet. Semi-empirical mathematical calculations showed that ROASc V4.1 is able to resist high pressures as 56.0 MPa at temperatures of 430 °C far beyond the minimum required for the production of supercritical water (374 °C; 22.1 MPa). The manufacturing cost of ROASc V4.1 was very low, was about US$ 2,000.00, if compared to others commercial reactors available that cost at least US$ 40,000.00, which makes the process commercially attractive.