Processos de oxidação avançada (POAs, abreviados na literatura em inglês como AOPs, de advanced oxidation process), em sentido amplo, são um conjunto de procedimentos de tratamento químico concebidos para remover materiais orgânicos (e, por vezes, inorgânicos) em água e águas residuais por oxidação por meio de reações com radicais hidroxila (·OH). Na prática, no tratamento de águas residuais, esse termo geralmente se refere mais especificamente a um subconjunto de processos químicos que empregam ozônio (O3), peróxido de hidrogênio (H2O2) e luz UV ou uma combinação dos poucos processos. As configurações comuns de POAs geralmente incluem sistemas Fenton e foto-Fenton, além de ozônio/UV, TiO2/fotocatálise UV e sistemas Eletro-Fenton.
Descrição POAs se baseiam na produção in-situ radicais hidroxila altamente reativos (·OH) ou outras espécies oxidantes para a oxidação do contaminante. Essas espécies reativas podem ser aplicadas em água e podem oxidar praticamente qualquer composto presente na matriz aquosa, frequentemente a uma velocidade de reação controlada por difusão. Consequentemente, uma vez formado, ·OH reage de forma não seletiva e os contaminantes serão de maneira rápida e eficiente fragmentados e convertidos em pequenas moléculas inorgânicas. Os radicais hidroxila são produzidos com a ajuda de um ou mais oxidantes primários (e.g. ozônio, peróxido de hidrogênio, oxigênio) e/ou fontes de energia (e.g. luz ultravioleta) ou catalisadores (e.g. dióxido de titânio). Dosagens, sequências e combinações precisas e pré-programadas desses reagentes são aplicadas para obter o máximo rendimento de •OH. Os pesquisadores também estão explorando catalisadores de óxido metálico dopados e materiais à base de carbono para aumentar o rendimento de radicais e ampliar as faixas de pH de operação. Em geral, quando aplicados em condições adequadamente ajustadas, os Processos Oxidativos Avançados (POAs) podem reduzir a concentração de contaminantes de várias centenas de ppm e menos que 5 ppb e, portanto, contribuir para a redução significativa da DQO e COT, o que lhe valeu o crédito de ser uma das mais eficazes "processos de tratamento de água do século XXI". A pesquisa atual também se concentra em reduzir a demanda de energia e minimizar os subprodutos gerados durante o processo — como o bromato — para melhorar a viabilidade da implementação de processos oxidativos avançados (POA) em diferentes indústrias.
O procedimento POA é particularmente útil para a limpeza de materiais biologicamente tóxicos ou não degradáveis, como aromáticos, pesticidas, constituintes de petróleo e compostos orgânicos voláteis em águas residuais. Além disso, os POAs podem ser usados para tratar efluentes de águas residuais tratadas secundariamente, o que é então chamado de tratamento terciário. Os materiais contaminantes são em grande parte convertidos em compostos inorgânicos estáveis, como água, dióxido de carbono e sais, ou seja, sofrem biomineralização. Um objetivo da purificação de águas residuais por meio de procedimentos AOP é a redução dos contaminantes químicos e da toxicidade a tal ponto que a água residual limpa possa ser reintroduzida em corpos receptores ou, pelo menos, em um tratamento de esgoto convencional.
Embora os processos de oxidação envolvendo ·OH estejam em uso desde o final do século XIX (tal qual o reagente de Fenton, que era usado como reagente analítico naquela época), a utilização dessas espécies oxidantes no tratamento de água não recebeu a devida atenção até Glaze et al. que sugeriu a possível geração de ·OH "em quantidade suficiente para afetar a purificação da água" e definiu o termo "Processos de Oxidação Avançada" pela primeira vez em 1987.
Os POAs ainda não foram implementados comercialmente em larga escala (especialmente em países em desenvolvimento), principalmente devido aos custos relativamente elevados associados. No entanto, sua alta capacidade oxidativa e eficiência tornam os POAs uma técnica popular no tratamento terciário, onde se busca eliminar os contaminantes orgânicos e inorgânicos mais resistentes. O crescente interesse no reúso de água e as regulamentações mais rigorosas sobre a poluição hídrica estão acelerando a implementação dos POAs em larga escala. Existem atualmente cerca de 500 instalações POA comercializadas em todo o mundo, principalmente na Europa e Estados Unidos. Outros países como China estão demonstrando um interesse crescente em POAs.Monali Priyadarshini, Indrasis Das, Makarand M. Ghangrekar, Lee Blaney, Advanced oxidation processes: Performance, advantages, and scale-up of emerging technologies, Journal of Environmental Management, Volume 316, 2022, 115295, ISSN 0301-4797. DOI: 10.1016/j.jenvman.2022.115295.Advanced Oxidation Processes in Water Treatment Market - Global Industry Size, Share, Trends, Opportunity, and Forecast, 2020-2030F. 185 Pages. July 2025 www.researchandmarkets.comVijay. B. Mane, Aniket Chinkate, Sagar Dhamanse Shubham Patil. Journal of Emerging Technologies and Innovative Research (JETIR) April 2022, Volume 9, Issue 4. www.jetir.org
A reação, usando H2O2 para a formação de ·OH, é realizada em um meio ácido (2.5-4.5 pH) e uma baixa temperatura (30 °C - 50 °C), de forma segura e eficiente, utilizando formulações otimizadas de catalisador e peróxido de hidrogênio.
Princípios químicos De um modo geral, a química nos POAs pode ser essencialmente dividida em três partes: Formação de·OH; Ataques iniciais às moléculas-alvo por ·OH e sua decomposição em fragmentos; Ataques subsequentes por ·OH até a mineralização final.
Categoria:Tratamento de águas Categoria:Engenharia do ambiente Categoria:Química ambiental
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