Advanced oxidation processes: a review regarding the fundamentals and applications in wastewater treatment and industrial wastewater

Karla Santos de Araújo; Raissa Antonelli; Beatriz Gaydeczka; Ana Claudia Granato; Geoffroy Roger Pointer Malpass

Karla Santos de Araújo PMPIT/UFTM
Raissa Antonelli PPGMQ/UFTM
Beatriz Gaydeczka PMPIT/UFTM
Ana Claudia Granato PMPIT/UFTM
Geoffroy Roger Pointer Malpass Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Keywords: Effluent Treatment, Hydroxyl Radical, Degradation of Pollutants

Abstract

Contamination of water by toxic and/or recalcitrant species has great environmental impacts. In this context, Advanced Oxidation Processes (AOPs) - technologies that principally use the hydroxyl radical (HO●) for oxidation - have emerged as promising alternatives in treating urban and industrial wastewaters. This study reviewed the literature on POAs and presented data regarding the efficiency of these processes in pollutant degradation, comparing the theoretical reasoning and its industrial applications. The fundamentals and major applications of AOPs (chemical, photochemical, electrochemical, sonochemical and ozone-based processes), as well as their advantages and disadvantages, are described in this review. AOPs have been considered an effective alternative from a technical, economic and environmental viewpoint for the degradation of pollutants in effluents and industrial wastewater, despite having limitations such as high cost of available energy sources, development of new low-cost catalytic materials and construction of full-scale reactors. It is greatly important to the industrial application of AOPs to optimize the effectiveness of these factors.

Author Biographies

Karla Santos de Araújo, PMPIT/UFTM

Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (2014). Atualmente trabalha em atividades que envolvem Ciência, Inovação, Tecnologia e Pesquisa no Núcleo de Inovação Tecnológica da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (NIT/UFTM) como bolsista em Desenvolvimento Tecnológico e Industrial do CNPq (DTI-C) e cursa Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica na UFTM, com ênfase na área de processos por rotas químicas verdes e tecnologias ambientais.

Raissa Antonelli, PPGMQ/UFTM

Estou cursando Engenharia Química na Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM / Uberaba). Durante a graduação minhas pesquisas se concentraram na área de eletroquímica, voltada a solução de problemas ambientais, sob a orientação do Prof. Dr. Geoffroy Roger Pointer Malpas. Atualmente sou estagiária no Núcleo de Inovação Tecnológica / NIT-UFTM.

Beatriz Gaydeczka, PMPIT/UFTM

Possui graduação em Pedagogia pela Fundação Universidade do Contestado (2003), graduação em Letras - Licenciatura em Português/Inglês pela Faculdade Estadual de Filosofia Ciências e Letras de União Vitória (2003), mestrado em Linguística Aplicada pela Universidade de Taubaté (2006) e doutorado em Letras na Universidade de São Paulo (2012). É professora adjunto II na Universidade Federal do Triângulo Mineiro - UFTM, no Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas (ICTE). Atua na Graduação e na Pós-Graduação (Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica) enfocando metodologia científica, comunicação, leitura e produção de textos técnicos para as engenharias, discurso acadêmico e propriedade intelectual. Trabalha com formação continuada de professores de ensino fundamental e médio em cursos que envolvem leitura e produção de gêneros discursivos, uso de tecnologias em sala de aula.

Ana Claudia Granato, PMPIT/UFTM

Possui graduação em Química (Bacharelado) pela Universidade Federal de São Carlos (1997), Mestrado e Doutorado em Ciências pelo Instituto de Química de São Carlos - USP (1999 e 2004, respectivamente). Durante o mestrado e doutorado trabalhou no isolamento de metabólitos secundários de invertebrados marinhos, utilizando diversas técnicas cromatográficas. Para a caracterização dos compostos isolados foram utilizadas várias técnicas de Ressonância Magnética Nuclear mono e bidimensionais além de várias técnicas de Espectrometria de Massas. O Pos Doutoramento foi realizado no grupo de Bioquímica do Departamento de Engenharia Química da UFSCar trabalhando com o estudo teórico da relação estrutura-atividade de antibióticos beta-lactâmicos e com o isolamento biomonitorado de metabólitos secundários bioativos de linhagens de Streptomicetos marinhos e endofíticos. Atualmente é professora adjunto na Universidade Federal do Triângulo Mineiro, em Uberaba, no Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas.

Geoffroy Roger Pointer Malpass, Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Cursei a minha graduação em Química (BSc. Honours Chemistry - 1998) na University of Wales (Grá-Bretanha) com um estágio de um ano, na comunidade européia - Universidade de Lisboa (1996-1997). Em seguida entrei no curso de Mestrado em Química Ambiental (MSc. Environmental Chemistry) sob a orientação do Prof. Dr Maher Kalaji, sendo aprovado com mérito em 1999. Já o doutoramento foi feito no Instituto de Química de São Carlos (USP), com o título obtido em 2004. Desde a graduação minha pesquisa concentrou-se na área de físico química, particularmente na eletroquímica, voltado à solução de problemas ambientais. De forma geral, trata-se de estudos aplicados, mas, com um forte componente fundamental. No mestrado, foi realizado o estudo de remoção de Ni(II) por métodos eletroquímicos de efluente simulados. Apesar de ter enfoque ambiental o projeto destacou-se pela aplicação de métodos físicos e físico-químicos para obter uma correlação entre os depósitos obtidos e as condições de reação empregadas. No doutorado, foi feita a preparação de vários eletrodos cerâmicos, sua subseqüente caracterização por vários métodos físicos e físico-químicos e, finalmente, a sua aplicação na oxidação de substâncias orgânicas em escala de bancada e piloto. O trabalho de pós-doutoramento teve como enfoque (vide publicações recentes) o tratamento eletroquímico de resíduos de pesticidas e efluentes industriais têxteis. Atualmente sou professor adjunto da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM), atuando na área de química verde e eletroquímica ambiental.

Editoração:		Apoio:		Filiada à ABEC: