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Em muitas aplicações de tratamento de água e esgoto, há uma série de poluentes que são difíceis de reduzir apenas por meios físicos, químicos ou biológicos
Nos últimos anos, há uma preocupação crescente com os fármacos na água potável e em ambientes aquáticos;
A mesma preocupação se dá aos pesticidas usados na agricultura, que por meio do escoamento superficial acabam chegando nos rios;
Os produtos de higiene pessoal também são motivos de alerta, pois quase sempre são jogados no ralo e em qualquer sistema de esgoto;
O lixiviado do aterro também é um coquetel tóxico de compostos que podem vazar para as fontes de águas subterrâneas.
Esses contaminantes se enquadram na categoria de micropoluentes porque são muito pequenos. Mas seu tamanho por si só é parte do motivo, pois eles são difíceis de remover da água e dos efluentes por certos meios. Para uma remoção mais eficiente requer um processo de oxidação maior, e este processo é chamado de processo de oxidação avançado (POA).
Este processo cria poderosos agentes oxidantes na forma de hidróxido, mas mais especificamente, sua variante neutra, o radical hidroxila (⦁OH). Seu potencial de oxidação é o dobro do cloro, um desinfetante comumente usado. Os radicais hidroxila são as forças motrizes por trás de muitos processos de oxidação avançados. Ozônio (O3), peróxido de hidrogênio (H2O2) e luz ultravioleta (UV) são frequentemente usados ​​em várias combinações para produzir ⦁OH em quantidades suficientes para degradar poluentes orgânicos (e alguns inorgânicos). Este processo pode reduzir essas concentrações de poluentes, potencialmente de centenas de partes por milhão (ppm) para apenas algumas partes por bilhão (ppb).
Esses radicais não são seletivos, portanto, atacam quase todos os materiais orgânicos. Depois que esses contaminantes são decompostos uma vez pelo radical ⦁OH, eles formam intermediários. Esses próprios intermediários reagem com os oxidantes e se mineralizam em compostos estáveis.
A oxidação avançada existe há vários anos. Portanto, este processo mais do que provou sua utilidade, no entanto, ainda está sendo pesquisado e otimizado. Um poderoso processo de tratamento como o processo de oxidação avançada tem muitos benefícios, mas também tem suas desvantagens.
Veja alguns dos prós e contras deste processo específico:
Taxas de reação rápida
A molécula OH tem algumas das taxas de reação mais rápidas de todos os oxidantes usados ​​para tratar água e esgoto devido ao seu alto potencial de oxidação e sua natureza não seletiva. Essas reações rápidas resultam em tempos de retenção muito mais baixos do que outros processos de tratamento convencionais.
Por causa do poder de oxidação do radical ⦁OH, as unidades de processo de oxidação avançadas não necessitam de grandes áreas para processar a taxa de fluxo necessária para o sistema.
Mineralização de orgânicos
Os POAs podem converter os materiais orgânicos dentro da água em compostos inorgânicos estáveis ​​como água, dióxido de carbono e sais.
Pode tratar quase todos os materiais orgânicos e pode remover alguns metais pesados
A natureza altamente reativa do ⦁OH significa que essas moléculas atacarão quase todos os materiais orgânicos sem discriminação e, portanto, podem remover muitos contaminantes diferentes em um vaso do reator, incluindo a redução de alguns metais pesados.
Pode trabalhar para desinfecção
Especialmente quando usados ​​com desinfecção UV, o poder de oxidação dos sistemas de POAs os torna capazes de atuar como uma etapa de desinfecção para quaisquer patógenos que possam estar presentes na água.
Sem produção de lodo como os processos químicos ou biológicos
Um processo de oxidação avançado não trata água e efluentes transferindo poluentes para outra fase. Outros processos de tratamento criam sólidos como lodo que precisam ser filtrados e tratados separadamente.
Não concentra resíduos para tratamento posterior
As soluções de tratamento, como membranas, resultam em concentrações maiores de resíduos contaminantes, uma vez que apenas separam a água limpa dos poluentes. Os POAs, entretanto, reagem diretamente com os poluentes e os reduz a compostos inofensivos. Este processo, portanto, diminui suas concentrações no efluente.
Talvez a maior desvantagem dos POAs sejam seus custos. Os mais significativos são os custos de operação e manutenção da energia necessária e dos reagentes químicos para operar o sistema.
Química complexa adaptada para contaminantes específicos
Os processos de oxidação avançados têm variantes diferentes. Essas variantes precisam ser cuidadosamente selecionadas para tratar com eficiência a água/esgoto em questão. Este processo também é um processo dependente da dosagem, de modo que as quantidades apropriadas de moléculas de ⦁OH são formadas para atingir o nível de tratamento desejado. Essa química complexa provavelmente precisará de engenheiros altamente qualificados para projetar o sistema corretamente.
A remoção do peróxido residual deve ser considerada
Os sistemas de POAs que utilizam peróxido de hidrogênio devem ser cuidadosamente controlados para H2O2 residual, pois pode ter efeitos negativos em potencial nas etapas posteriores do tratamento. Este peróxido de hidrogênio residual pode ser prejudicial aos seres humanos. No entanto, um projeto com um sistema cuidadoso pode evitar o excesso de H2O2 residual e quaisquer consequências associadas.