MODELADO CINÉTICO DETERMINISTA DE LA DESINFECCIÓN DE EFLUENTE ANAEROBIO UTILIZANDO PERÓXIDO DE HIDRÓGENO Y ÁCIDO PERACÉTICO EN EL SISTEMA REAQUA, EMBRAPA HORTALIÇAS (DF)
Resumen
La reutilización agrícola de efluentes tratados exige control microbiológico riguroso, demandando tecnologías que concilien eficacia sanitaria y seguridad ambiental. Efluentes anaerobios, aunque estabilizados, retienen carga patogénica significativa, justificando procesos oxidativos avanzados como alternativa a la cloración. Se objetivó modelar deterministicamente la cinética de desinfección con H₂O₂ y PAA vía MATLAB, empleando los modelos de Chick-Watson, Hom y Collins-Selleck. Las ecuaciones se resolvieron por Runge-Kutta (ode45), considerando temperatura (10–40 °C) y pH (4–9). Los parámetros se calibraron con datos bibliográficos, y el ajuste se evaluó mediante R². El análisis de sensibilidad evaluó la influencia de las variables operacionales. Los resultados indicaron eficiencia máxima >2,5 log (99,68%) en pH ~5,0 y 30 °C, con R²=0,984. La combinación H₂O₂/PAA reveló sinergia, superando los agentes aislados. La temperatura influyó preponderantemente en la constante cinética (Arrhenius), mientras el pH moduló la especiación del PAA. Se concluye que la modelización presenta robustez predictiva y aplicabilidad técnica para dimensionar sistemas descentralizados, asegurando conformidad con las Resoluciones CONAMA nº 430/2011 y 54/2005.
Biografía del autor/a
Tecnólogo em Gestão Portuária pela Universidade Anhanguera (UNIAN) e Técnico em Controle Ambiental pelo Instituto Federal de Brasília (IFB). Especializando em Gerenciamento Ambiental pelo Instituto Federal de Brasília (IFB) e Mestrando em Agroquímica Ambiental pelo Instituto Federal Goiano (IF Goiano).
Referencias
AGULLÓ-BARCELÓ, M.; ORTIZ, R.; PARDO, I.; MARCO, M. Efficiency of peracetic acid disinfection for wastewater reuse in agricultural irrigation. Water Science & Technology, v. 68, n. 4, p. 833–839, 2013.
AHN, Y. et al. Kinetic modeling of hydrogen peroxide disinfection for wastewater reuse. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 8, n. 4, p. 103-115, 2020.
ALVES, R. S.; COSTA, M. F. Modelagem da inativação microbiana em sistemas de desinfecção de efluentes. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 26, n. 5, p. 891-902, 2021.
ANDREOZZI, R. et al. Advanced oxidation processes for water and wastewater treatment. Water Research, v. 98, p. 1-12, 2016.
ARAÚJO, A. L. et al. Desinfecção de efluentes com ácido peracético: uma revisão. Revista DAE, v. 67, n. 215, p. 45-60, 2019.
BRASIL. Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981. Dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente. Diário Oficial da União, Brasília, 2 set. 1981.
BRASIL. Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos. Diário Oficial da União, Brasília, 9 jan. 1997.
CHERNICHARO, C. A. L. Reatores anaeróbios. 2. ed. Belo Horizonte: UFMG, 2007. (Princípios do tratamento biológico de águas residuárias, v. 5).
CONAMA. Resolução nº 54, de 28 de novembro de 2005. Estabelece critérios para o reúso direto não potável de água. Diário Oficial da União, Brasília, 2005.
CONAMA. Resolução nº 430, de 13 de maio de 2011. Dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes. Diário Oficial da União, Brasília, 16 maio 2011.
EMBRAPA. ReAqua: Sistema de tratamento e reúso de efluentes. Brasília: Embrapa Hortaliças, 2023.
FERREIRA, L.; LIMA, M. Modelagem matemática de processos de desinfecção em reatores de contato. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 27, n. 2, p. 115-128, 2022.
GEHR, R. et al. Peracetic acid disinfection kinetics in wastewater matrices. Water Environment Research, v. 94, n. 3, p. 45-58, 2022.
GELDREICH, E. E. et al. Microbial resistance to disinfection processes. Journal of Water and Health, v. 16, n. 3, p. 345-359, 2018.
GOGATE, P. R.; PANDIT, A. B. A review of imperative technologies for wastewater treatment I: oxidation technologies at ambient conditions. Advances in Environmental Research, v. 8, n. 3-4, p. 501-551, 2011.
HOM, L. W. Kinetics of chlorine disinfection in an ecosystem. Journal of the Sanitary Engineering Division, v. 98, n. 1, p. 183-194, 1972.
KISTLER, R. C. et al. Synergistic disinfection of wastewater using hydrogen peroxide and peracetic acid. Water Environment Research, v. 92, n. 7, p. 1010-1020, 2020.
KITIS, M. Disinfection of wastewater with peracetic acid: a review. Environment International, v. 30, n. 1, p. 47-55, 2004.
KOIVUNEN, J.; HEINONEN-TANSKI, H. Peracetic acid (PAA) disinfection of wastewater at low temperatures. Water Research, v. 39, n. 18, p. 4445–4452, 2005.
LIBERTI, L.; NOTARNICOLA, M. Advanced treatment and disinfection for municipal wastewater reuse in agriculture. Water Science & Technology, v. 40, n. 4-5, p. 235–245, 1999.
LIMA, A. S. et al. Tratamento descentralizado de efluentes para reúso agrícola: a experiência da ETE ReAqua. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 32., 2024, Belo Horizonte. Anais... Belo Horizonte: ABES, 2024.
MARTINS, R. S. Simulação computacional da inativação microbiana em sistemas de desinfecção. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 28, n. 1, p. 1-15, 2023.
OLIVEIRA, P. M. Efeitos de sequestro de radicais em processos oxidativos avançados. Química Nova, v. 46, n. 4, p. 345-356, 2023.
ONU. Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável. Objetivos de Desenvolvimento Sustentável. Disponível em: https://brasil.un.org/pt-br/sdgs Acesso em: 5 nov. 2025.
PEREIRA, F. S.; SILVA, J. R.; MANCUSO, P. C. S. Aplicação do modelo de Collins-Selleck na desinfecção de efluentes anaeróbios. Revista AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales, v. 15, n. 2, p. 210-225, 2022. peracético: estudo em escala de bancada. In: CONGRESSO INTERAMERICANO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 40., 2024, Cartagena. Anais... Cartagena: AIDIS, 2024.
REZENDE, A. A. et al. Modelagem da desinfecção de efluentes por processos oxidativos avançados. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 26, n. 3, p. 487-498, 2021.
RIGOBELO, E. C. et al. Cinética de inativação de coliformes em efluentes sanitários por ácido peracético. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 21, n. 8, p. 567-573, 2017.
SANTOS, F. M. Modelagem determinística aplicada à desinfecção de efluentes. Tecnologia em Gestão Ambiental, v. 8, n. 1, p. 45-62, 2022.
SANTOS, F. M. et al. Synergistic effect of H₂O₂ and PAA on the disinfection of domestic wastewater. Journal of Water Process Engineering, v. 47, p. 102-115, 2022.
SILVA, A. B.; MENDONÇA, C. J. Otimização de processos oxidativos avançados para tratamento de efluentes. Revista Virtual de Química, v. 12, n. 5, p. 1234-1250, 2020.
USEPA. Wastewater Technology Fact Sheet: Chlorine Disinfection. Washington, DC: United States Environmental Protection Agency, 1999.
USEPA. Peracetic Acid Disinfection in Municipal Wastewater. Washington, DC: United States Environmental Protection Agency, 2019.
VON GUNTEN, U. Ozonation of drinking water: part I. Oxidation kinetics and product formation. Water Research, v. 37, n. 7, p. 1443-1467, 2003.
WAGNER, M.; HARTMANN, A.; LANGE, F. Decomposition kinetics of peracetic acid in aqueous solution. Environmental Science & Technology, v. 36, n. 3, p. 558–563, 2002.
ZHANG, Y. et al. Peracetic acid disinfection of secondary effluent: efficiency and modeling. Science of The Total Environment, v. 751, p. 141-155, 2021.
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