CINÉTICA DA INATIVAÇÃO DE MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS NO PROCESSO DE DESINFECÇÃO COM OXIDAÇÃO AVANÇADA (H2O2/O3)

Resumo

O presente trabalho buscou determinar a cinética do processo de inativação de microrganismos indicadores de patogenicidade em efluentes de processos anaeróbios submetidos à desinfecção com peroxônio (O₃+H₂O₂). Para isso, realizou-se a otimização de parâmetros operacionais do processo, seguido do estudo cinético e do cálculo da energia de ativação. Para definir as condições ótimas de operação, realizaram-se três planejamentos experimentais a 30ºC: um de triagem e dois de otimização. Para o estudo cinético e o cálculo da energia de ativação, utilizaram-se três dosagens diferentes de peroxônio em quatro temperaturas: 25, 30, 35 e 40ºC. Com o planejamento experimental, observou-se que a dosagem de ozônio e a relação H₂O₂/O₃ ótimas foram, respectivamente, 9,8 ppm e 2,2. Assim, para os ensaios cinéticos, fixou-se a razão molar em 2,2 e variou-se a concentração apenas de ozônio, utilizando 8, 10 e 12 ppm. O estudo cinético mostrou que, de forma geral, para qualquer temperatura, quando se aumenta a concentração de ozônio, diminui o tempo mínimo de inativação de Coliformes termotolerantes. A partir da menor concentração testada, 8 mg.L^-1 de O₃, verificou-se que um tempo de contato de 5, 4, 2 e 1 minutos para, respectivamente, 25, 30, 35 e 40ºC, era necessário para atingimento da concentração de coliformes termotolerantes abaixo do valor de 5000 NMP/100mL. Na concentração de 10 mg.L^-1 de O₃, era preciso apenas 1 minuto para as temperaturas de 25 a 35ºC, e menos que isso para a de 40ºC. Por fim, na concentração máxima estudada, 12 mg.L^-1 de O_3,independente da temperatura, um tempo de contato de menos de um minuto era suficiente para enquadrar no valor limite mencionado. A energia de ativação encontrada está bem próxima daquela reportada para o cloro e é maior que outros processos alternativos de desinfecção. Assim, observa-se que o uso da peroxonização é promissor no tratamento de efluentes, especialmente os tratados de forma anaeróbia. 

KINETICS OF THE INACTIVATION OF PATHOGENIC MICRO-ORGANISMS IN THE DISINFECTION PROCESS WITH ADVANCED OXIDATION (H₂O₂/O₃)

The present work sought to determine the kinetics of the inactivation process of microorganisms that indicate pathogenicity in effluents from anaerobic processes submitted to peroxonium disinfection (O₃ + H₂O₂). For this, the operational parameters of the process were optimized, followed by the kinetic study and the calculation of the activation energy. To define the optimal operating conditions, three experimental plans were carried out at 30ºC: one for screening and two for optimization. For the kinetic study and the calculation of the activation energy, three different dosages of peroxone were used at four temperatures: 25, 30, 35 and 40ºC. With the experimental planning, it was observed that the optimal ozone dosage and H₂O₂/O₃ ratio are, respectively, 9.8 ppm and 2.2. Thus, for the kinetic tests, the molar ratio was fixed at 2.2 and the ozone concentration was varied using 8, 10 and 12 ppm. The kinetic study showed that, in general, for any temperature, when the ozone concentration is increased, the minimum inactivation time of thermotolerant Coliforms decreases. From the lowest concentration tested, 8 mg.L^-1 of O₃, it was found that a contact time of 5, 4, 2 and 1 minutes for, respectively, 25, 30, 35 and 40ºC, was necessary to reach the concentration of thermotolerant coliforms below the value of 5000 NMP/100mL. At the concentration of 10 mg.L^-1 of O₃, it took just 1 minute for temperatures of 25 to 35ºC, and less than that for 40ºC. Finally, at the maximum concentration studied, 12 mg.L^-1 of O₃, regardless of temperature, a contact time of less than one minute was sufficient to fit the mentioned limit value. The activation energy found is very close to that reported for chlorine and is greater than other alternative disinfection processes. Thus, it is observed that the use of peroxonization is promising in the treatment of effluents, especially those treated anaerobically.