Emissões Gasosas

Sulfetos 

A geração de odores ofensivos em efluentes, esgotos domésticos e demais instalações de tratamento de águas servidas deve-se principalmente à ação de bactérias redutoras, que agem anaerobicamente sobre sulfatos presentes no meio. Em refinarias e terminais petrolíferos, as águas de produção e de processos apresentam-se contaminadas em decorrência da existência natural de sulfetos no petróleo. 

Problemas causados por sulfetos: 

Odor 
O desagradável odor ofensivo do H₂S é bem conhecido e já é perceptível em concentrações a partir de 0,3 ppm. 
Em concentrações mais elevadas, o gás inibe a ação do sistema olfativo, eliminando um fator que serviria de alarme em uma situação de perigo. 

Toxicidade 
Os sulfetos constituem uma ameaça ambiental por serem venenosos à vida aquática em geral. 
O gás sulfídrico é igualmente tóxico e, em concentrações superiores a 1.000 ppm no ar, pode ocasionar a morte em poucos minutos. Irritação dos olhos e do aparelho respiratório, dores de cabeça e sensação de fadiga são sintomas de uma exposição a concentrações superiores a 5 ppm. 
Em razão de sua elevada volatilidade, o perigo representado pelo gás sulfídrico é da mesma ordem do gás cianídrico. 

Corrosão 
A corrosão provocada pelo gás sulfídrico é o fator que mais contribui para a degradação de tubulações, bombas e instalações de tratamento de efluentes / esgotos, mesmo das partes de concreto. 

Ação desfavorável sobre o tratamento biológico 
Em concentrações elevadas, os sulfetos são tóxicos ao tratamento biológico, podendo reduzir a eficiência do processo e até a inibir a atividade microbiana. Na prática, para que não ocorram perturbações da biomassa ativa, a concentração dos sulfetos não deve ser superior a 25 mg/L. E deve ser mantida a mais constante possível, pois variações que causam choques também prejudicam a atividade biológica nos processos. A presença de sulfetos no efluente favorece ainda o crescimento de bactérias filamentosas nos processos de tratamento por lodos ativados. 


Oxidação de sulfetos pelo peróxido de hidrogênio: 

O peróxido de hidrogênio promove oxidação parcial de sulfetos a compostos intermediários que não exalam mau cheiro e que podem ser tratados com aeração, eficientemente e a baixo custo. 

Sulfetos são formados conforme as seguintes reações: 

H⁺ + HS^- ↔ H₂S (Meio neutro ou ácido) 
HS^- ↔ H⁺ + S^2- (Meio básico)

Em meio básico há espécies de baixo poder corrosivo: S^2- e HS^-, com uma baixa concentração de H2S (menos de 1% de enxofre dissolvido). No entanto, nesta faixa de pH nem esgoto doméstico nem efluente industriais podem ser descartados em rios. 

-Em meio ácido ou neutro a principal reação de oxidação do gás sulfídrico ocorre como segue: 

H₂S + H₂O₂ → S(s) + 2 H₂O

onde grande parte do sulfeto é transformado em enxofre elementar. O resto é constituído de diferentes compostos solúveis de enxofre, que de acordo com sua estrutura podem ser oxidados posteriormente. 

A reação é relativamente lenta em meio ácido, mas pode ser catalisada através de íons de metais de transição. Após a adição de ferro dissolvido (como sulfato de ferro(III)), a reação se completa em poucos minutos, mesmo em temperatura ambiente. 


- Em reações em meio alcalino, a oxidação ocorre de acordo com a seguinte equação: 

S^2- + 4 H₂O₂ → SO₄^2- + 4 H₂O

Neste caso, a reação é mais rápida de que em meio ácido. À temperatura ambiente ela se conclui em poucos minutos, mesmo sem adição de catalisadores. Para evitar subprodutos, a proporção de peróxido utilizada deve ser acima da estequiométrica. 

Existem basicamente quatro maneiras práticas e economicamente viáveis de efetuar a oxidação dos sulfetos com o peróxido de hidrogênio 

• Oxidação Completa
• Oxidação Preventiva
• Oxidação Auxiliar
• Polimento

Oxidação completa 
A oxidação completa de sulfetos a sulfatos pelo peróxido de hidrogênio é usada preferencialmente em plantas com uma grande vazão de efluentes contendo sulfetos e pequena area para tratamento, ou por aquelas que ainda estão construindo seu sistema de tratamento de efluentes. 
Também pode ser usada em caso de vazamento acidental, inoperância momentâneada estação de tratamento e casos de emergência. 

Oxidação preventiva 
Quando usado como medida preventiva ao desenvolvimento de sulfetos, o peróxido de hidrogênio é primariamente usado como fonte de oxigênio inibindo o desenvolvimento de bactérias sulfato redutoras em esgotos e efluentes. A geração in situ do oxigênio dá-se por decomposição espontânea do peróxido: 

H₂O₂ → H₂O + ½ O₂

Oxidação auxiliar 
Para os casos que já efetuam parte da oxidação do efluente por meio de aeração ou injeção de oxigênio, o peróxido de hidrogênio atua como reforço, já que a pré-adição de quantidades suficientes para uma oxidação parcial do efluente imediatamente elimina o mau odor e acelera a operação de aeração subseqüente, assegurando alto grau de eficiência ao processo. 

Polimento 
Uma etapa de polimento final pode ser indicada para uma adequação do efluente às condições exigidas pelos órgãos de controle ambiental. No caso de o efluente, ao final do tratamento, ainda possuir um teor de sulfetos acima dos padrões para descarte, poderá ser adequado rapidamente com uma pequena dosagem de peróxido de hidrogênio. 

Desinfecção 
Para atender às condições legais de balneabilidade (Resolução CONAMA 274/2000), o descarte de esgotos em corpos receptores de rios e mar, em que se preveja o uso para recreação de contato primário, deve ser precedido por desinfecção visando à eliminação de coliformes termotolerantes. Para essa aplicação, a ação oxidante do peróxido de hidrogênio já funciona como primeira etapa de desinfecção, reduzindo a carga de ácido peracético PROXITANE necessária para a completa eliminação dos microorganismos patogênicos. 

Gases contendo SO₂ (dióxido de enxofre) e SO₃ (trióxido de enxofre) são gerados em diversas operações pirometalúrgicas e de queima de combustíveis (carvão e óleo), e são reconhecidamente geradores de chuva ácida, daí a necessidade de terem suas emissões controladas. 

O Peróxido de Hidrogênio é eficientemente utilizado para o tratamento desses gases em colunas (scrubbers), convertendo o SO₂ em ácido sulfúrico utilizável  e com a importante característica de não gerar resíduos sólidos. 

A reação do processo é simples e muito rápida – mesmo a temperatura ambiente: 

SO₂ (g) + H₂O₂ (aq) → H₂SO₄ (aq) 

As emissões de gases nitrosos NOx, são reconhecidamente tóxicas, formadoras de chuva ácida e contribuidoras para o efeito estufa, daí a necessidade de serem controladas. As estratégias de controle passam por: i) supressão na fonte; ou ii) abatimento (scrubbing) em colunas de absorção. 

A supressão de NOx na fonte pode ser alcançada com a adição de peróxido de hidrogênio aos banhos de tratamento superficial de ligas que utilizam ácido nítrico, para que o NOx gasoso gerado como produto de tratamento seja reconvertido a HNO₃ dentro do próprio banho – economizando HNO₃ e eliminando a necessidade de tratamento de gases.

O abatimento (scrubbing) em lavadores de gases constitui-se de absorção e oxidação dos gases nitrosos em uma solução aquosa em que se adiciona peróxido de hidrogênio, o qual oxida rápida e eficientemente NO e NO₂, produzindo um efluente com HNO₃ que pode ser reutilizado ou facilmente neutralizado.

As reações relevantes são: 

2 NO₂ (g) + H₂O₂ (aq) → 2 HNO₃ (aq) 

NO (g) + NO₂ (g) + 2 H₂O₂ (aq) → 2 HNO₃ (aq) + H₂O (aq) 

2 NO (g) + 3 H₂O₂ (aq) → 2 HNO₃ (aq) + 2 H₂O (aq)