Estudo de otimização operacional de um novo projeto de reator eletroquímico em fluxo aplicado para eletrogeração de H2O2 in situ

• Processo: 23/16462-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Andre Luis Carvalho Souza
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletrodo de Difusão Gasosa | Eletrogeração de H2O2 | reações de redução de oxigênio | reator eletroquímico em fluxo | tempo de residência hidrodinâmica | técnicas Avançadas de Tratamento de Efluentes

Resumo

Reatores eletroquímicos se apresentam como uma alternativa aos processos de tratamentos convencionais de águas e efluentes, que não conseguem remediar compostos recalcitrantes. Esses reatores podem ser usados em fluxo, acoplado a sistemas de tratamento contínuos, para produção peroxido de hidrogênio, usado em processos oxidativos avançados, devido sua eficiência. O objetivo do presente projeto é apresentar um novo design de reator eletroquímico operado em fluxo, com base em eletrodos de difusão gasosa (EDG), aplicados no tratamento de penicilina-G (Pen-G), como contaminante alvo. Durante o desenvolvimento dos trabalhos serão explorados a otimização das condições de operação do reator, como densidade de corrente, pressão de gás O2 e concentração do eletrólito. Além disso será estudado o regime hidrodinâmico do reator, por meio de testes de tempo de residência hidrodinâmica (TRH). O regime hidrodinâmico será comparado as condições operacionais, avaliando a eficiência de remoção do contaminante e eletrogeração de H2O2. Para isso serão utilizadas técnicas de cromatografia (HPLC) para controle do contaminante, técnicas espectroscópicas (UV-Vis) para monitoramento do oxidante (H2O2), além de acompanhamento da carga total orgânica presente, após o tratamento do efluente. Como resultado desse trabalho, será definida a faixa de condições operacionais para o novo modelo de reator eletroquímico proposto, na descontaminação da pen-G. Além disso, espera-se adicionar a literatura estudos comparando o regime hidrodinâmico de um reator eletroquímico operado em fluxo e o efeito na eletrogeração de H2O2 e descontaminação de efluentes. Por fim, o presente projeto contem elementos novos, ainda pouco explorados, que podem ser utilizados na publicação em revistas internacionais com foco em engenharia eletroquímica ambiental.