ESTUDO CINÉTICO DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO DE ÁGUA EM REATOR SOLAR

Autores

  • Carlos Henrique Batista Universidade Tiradentes
  • Leandro Rafael Prado Universidade Tiradentes
  • Álvaro Silva Lima Universidade Tiradentes
  • Paulo Mário M. Araújo Universidade Tiradentes
  • Silvia Egues

DOI:

https://doi.org/10.59627/cbens.2008.1436

Palavras-chave:

Escherichia coli, fotólise, fotocatálise heterogênea, desinfecção

Resumo

Neste trabalho foi realizado um estudo experimental da eficiência de um reator solar na descontaminação de água para consumo humano utilizando a fotólise (UV) e a fotocatálise heterogênea (TiO2/UV) com a energia solar como fonte de radiação. Os experimentos foram do tipo batelada, num reator de leito fixo com filme fino (TFFBR), e os parâmetros temperatura do reator e incidência de luz solar foram monitorados on-line durante os experimentos. A eficiência do processo foi avaliada através de análises microbiológicas pelo método de membrana filtrante, pré e pós-desinfecção, utilizando a Escherichia coli como microrganismo indicador. As amostras de água contaminada (7,2x103 UFC/100 mL) foram coletadas de um poço artesiano na zona urbana. O sistema empregado foi capaz de promover uma completa desinfecção da água em 150 min usando apenas o efeito fototérmico, e em 120 min com a presença de TiO2 imobilizado e de concentrador solar. O estudo cinético demonstrou que a inativação de E. coli nos processos de fotólise e fotocatálise seguiu a lei de Chick , sendo obtidas constantes de decaimento iguais a k = 0,063 min-1 para a fotólise, e k = 0,080 min-1 para os ensaios de fotocatálise

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Carlos Henrique Batista, Universidade Tiradentes

Universidade Tiradentes, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Instituto de Tecnologia e Pesquisa – ITP

Leandro Rafael Prado, Universidade Tiradentes

Universidade Tiradentes, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Instituto de Tecnologia e Pesquisa – ITP

Álvaro Silva Lima, Universidade Tiradentes

Universidade Tiradentes, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Instituto de Tecnologia e Pesquisa – ITP

Paulo Mário M. Araújo, Universidade Tiradentes

Universidade Tiradentes, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Instituto de Tecnologia e Pesquisa – ITP

Silvia Egues

Universidade Tiradentes, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Instituto de Tecnologia e Pesquisa – ITP

Referências

Acra, A.; Raffoul, A.; Karahagopian, Y. 1984. Solar disinfection of drinking water and oral rehydration solutions. Paris: UNICEF.

Alfano, OM; Bahnemann, D; Cassano, AE; Dillert, R; Goslich, R. 2000. Photocatalysis in water environments using artificial and solar light, Catalysis Today, vol. 58, pp. 199-230.

Amaral, L. A.; Nunes, A.P.; Castania, J.; Lorenzon, C. S.; Barros L. S. S.; Filho, A. N. 2006. Uso da radiação solar na desinfecção da água de poços rasos, Arq. Inst. Biol., vol. 73, n. 1, pp. 45-50.

Brandão, C. C. S.; Monteiro, P. C. G.; Fonseca, B. M.; Arantes, C. 2000. Avaliação da desinfecção solar na região centro - oeste do brasil usando diferentes organismos indicadores de contaminação. In: XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental, Porto Alegre-RS.

Burch, J. D.; Thomas, K. E. 1998. Water disinfection developing countries and potencial for solar thermal pasteurization. Solar Energy, vol. 64, pp. 87-97.

Bekbölet, M. 1997. Photocatalytic bactericidal activity of TiO2 in aqueous suspensions of E. coli. Water Science and Technology, vol. 35, n. 11, pp. 95.

Cordeiro, A. C. S.; Leite, S. G. F.; Dezotti, Márcia. 2004 Inativação por oxidação fotocatalítica de Escherichia coli e Pseudomonas sp. Quim. Nova, vol. 27, n. 5, pp. 689-694.

Daniel, Luiz Antônio. Processos de Desinfecção e Desinfetantes Alternativos na Produção de Água Potável. Programa em Saneamento Básico (PROSAB), Escola de Engenharia de São Carlos – USP, 2001. Disponível em: http://www.finep.gov.br/prosab/produtos.htm Acessado em 20/11/06.

Donaire, P. P. R.,2001. Desinfecção de águas utilizando radiação ultravioleta e fotocatálise heterogênea, Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP, Campinas-SP.

Donaire, P.P.R. e Jardim, W. F. 2003. Desinfección Solar de Aguas de represa em Campina Grande, Paraíba, Brasil. In:D esinfección Solar de Aguas en Comunidades Rurales de América Latina, Proyecto OEA AE 141/2001, Editores: Marta I. Litter y Héctor D. Mansilla.

Félix, Lorna Falcão, 2006. Desinfecção solar de água no Estado de Sergipe: Cinética do processo microbiológico e estudo para o desenvolvimento de uma planta piloto., 2006. Monografia (Trabalho de Conclusão de Curso em Engenharia Ambiental), Universidade Tiradentes, Aracaju-SE.

Ferreira, I. V. L.; Daniel, L. A. 2004. Fotocatálise heterogênea com TiO2 aplicada ao tratamento de esgoto sanitário secundário.Eng. Sanit. Ambient, vol.9, n. 4, pp. 335-342.

Hermann, J.-M. 1999. Heterogeneous photocatalysis: fundamentals and applications to the removal of various types of aqueous pollutants. Catal. Today, vol. 53, pp. 115-129.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. 2004. Distribuição espacial e nível de abrangência das redes de saneamento. In: Atlas de saneamento, Coordenação de Geografia - Rio de Janeiro. Disponível em http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/atlas_saneamento/, consultado em 18/02/2008.

Ireland, J. C.; Klostermann, P.; Rice, E.; Clark, R. 1993. Inactivation of Escherichia coli by Titanium Dioxide Photocatalytic Oxidation. Applied and Environmental Microbiology, vol. 59, n. 5, pp. 1668-1670.

Joyce, T. M.; Mcguigan, K. G.; Elmore-Meegan, M.; Conroy, R. M. 1996. Inactivation of fecal bacteria in drinking water by solar heating. Appl. Environ. Microbiol. vol 62, n. 262, pp. 399-402.

Kositzi, M.; Poulios, I.; Malato, S.; Caceres, J.; Campos, A. 2004 Solar photocatalytic treatment of synthetic municipal

wastewater. Water Research, vol. 38, pp. 1147-1154.

Kosmulski, M. 2002 The significance of the difference in the point of zero charge between rutile and anatase. Advanc.

Colloid Interf. Sci., vol. 99, n. 3, pp. 255-264.

Litter, M. 1999.Heterogeneous photocatalysis. Transition metal ions in photocatalytic systems. Appl. Catal. B, vol. 23,

pp. 89-114.

Lonnen, J.; Kilvington, S.; Kehoe, S. C.; Al-Touati, F.; McGuigan, K. G. 2005 Solar and photocatalytic disinfection of protozoan, fungal and bacterial microbes in drinking water. Water Research, vol. 39, pp. 877-883.

Macêdo, J. A. B. 2003. Métodos laboratoriais de análise Físico-Química e Microbiológicas. 2ª ed. Belo Horizonte: CRQ-MG.

Ministério da Saúde. Normas e padrão de potabilidade da água destinada ao consumo humano. Portaria n. 518 de 25 de março de 2004. Diário Oficial da União. Brasília, DF, 26 de março de 2004. Seção 1, p. 266, 2004.

Melián J.A., Doña Rodríguez JM, Viera Suárez A, Tello Rendón E, Valdés Campo C, Arana J, Pérez Peña J. 2000. The

photocatalytic disinfection of urban waste waters. Chemosphere, vol. 41, pp. 323-27.

Nogueira, R.; Jardim, W. 1998. A fotocatálise heterogênea e sua aplicação ambiental. Química Nova, vol. 21, n. 1, pp.

-72.

Pirkanniemi, K.; Sillanpää, M. 2002. Heterogeneous water phase catalysis as na environmental application: a review.

Chemosphere, vol. 48, pp. 1047–1060.

Pruden, A. L.; Ollis, D. F. 1983. Photoassisted heterogeneous catalysis: the degradation of trichloroethylene in water. J. Catal., vol. 83, pp. 404-421.

Rincon, A. G.; Pulgarin, C. 2003 Photocatalytical inactivation of E. coli: effect of (continuous-intermittent) light intensity and of (suspended -fixed) TiO2 concentration. Applied Catalysis B: Environmental, vol. 44, pp. 263-284.

Sharma, H. S. S. 1995. Thermogravimetric analysis of mushroom (Agaricus bisporus) compost for fibre components.

In: Elliot, T. Proceedings of the 14th International Congress on the Science and Cultivation of Edible Fungi. Balkema, Rotterdam, p. 267-273.

Sichel, C.; Blanco, J.; Malato, S.; Fernandez-Ibánez, P. 2007. Effects of experimental conditions on E. coli survival during solar photocatalytic water disinfection. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, vol. 189, pp. 239-246.

SODIS - Solar Water Disinfection, Manual de Treinamento para Divulgação do SODIS. 2004. Disponível em:

http://www.sodis.ch, Arquivo capturado em 12 de dezembro de 2006.

Sonntag, C. ; Schuchmann, H. P. UV 1992. Disinfection of drinking water and by-product formation-some basic

considerations. J Water SRT-Aqua, vol. 41, n. 2, pp. 67-74.

Vidal, A.;AI. Daz, A. EL Hraiki, M. Romero, I. Muguruza, F. Senhaji, J. González. 1999. Solar photocatalysis for detoxification and disinfection of contaminated water: pilot plant studies. Catalysis Today, vol. 54, pp. 283-290.

Wegelin, M.; Canonica, S.; Mechsner, K.; Fleischmann, T.; Pesaro, F.; Metzler, A. 1994. Solar water disinfection:

scope of the process and analysis of radiation experiments. J. Water SRT – Aqua, vol. 43, n. 3, pp. 154-169.

Wegelin, M.; Sommer, B. 1997. Solar water disinfection (SODIS) – destined for worldwide use. Waterlines, vol. 16, pp.

-32.

WHO - World Health Organization, Guidelines for Drinking Water Quality, 2 ed., v. 1, Geneva: 1993.

Zapp, J.; Santacruz,J.; Moncayo, J. I.;Montes, M. L.; Hernandez, N. 1987. Solar water purification in coffee growers climate. Tokyo, United Mations University.

Zheng, S.; Xu, Z.; Wang, Y.; Wei, Z. e Wang, B. 2000. On the enhanced catalytic activity of TiO2-supported layered compounds for Cr(VI) photoreduction. J. Photochem. Photobiol. A, vol. 137, pp. 185-189.

Downloads

Publicado

2008-11-10

Edição

Seção

Anais