LAURA PAVARIN TAVARES

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    Resumo IPEN-doc 29548
    Using TiO2-Diatomite for photodisinfection in contaminated wastewater
    2022 - KOTANI, PALOMA O.; FERRO, DAPHNE M.; TAVARES, LAURA P.; AFFONSO, REGINA; ORTIZ, NILCE
    INTRODUCTION: The urban pressure reduced water availability and quality through the years, promoting the development of water treatment and disinfection processes such as the Advanced Oxidation Process (AOP). A highly efficient catalyst with Diatomite as biotemplate and solar energy can enhance hydroxyl radicals (OH) production for disinfection and pollutants degradation. Preliminary TiO2-Diatomite experiments with Escherichia coli provided valuable insights on its photodisinfection efficiency, legitimating its usage in the wastewater samples presented in this study. OBJECTIVES: Evaluate the use of TiO2-Diatomite in photodisinfection process in contaminated wastewater. MATERIALS AND METHODS: TiO2 synthesis used titanium isopropoxide sol-gel process with Diatomite powder, the filtration step followed the mixed water suspension, and the drying process lasted overnight. The wastewater samples were collected from a household washing machine and 0.05 g of TiO2-Diatomite were added in the photodisinfection reactor. The total reaction lasted for 90 minutes in the solar chamber with all parameters controlled. The suspension aliquots were collected after 30 minutes of agitation and plated on LB agar at Petri plates. After incubation, the emerged colonies were counted through software (OpenCFU) and the data processed using R programming language. DISCUSSION AND RESULTS: The Scanning Electron Microscopy (SEM) micrograph of TiO2-Diatomite presented enhanced surface area and microstructure obtained by biotemplate addition. The bacterial inactivation percentage was above 75 % for 1 hour of solar radiation exposure. Kinetics models indicated better correspondence with interparticle reaction. CONCLUSION: Photodisinfection kinetics studies provided more efficient bacterial inactivation with the addition of 0.05 g of TiO2-Diatomite in the sample. The study presents an affordable and sustainable treatment using a viable renewable energy source for application in distant areas with contaminated effluents with the addition of a reagent easily obtained by government agencies.
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    Resumo IPEN-doc 29152
    Utilização de TiO2 microestruturado com biocarvão para desinfecção solar catalítica de efluentes contaminados por microorganismos
    2022 - FERRO, DAPHNE; KOTANI, PALOMA; PAVARIN, LAURA; AFFONSO, REGINA; ORTIZ, NILCE
    No Brasil, o Novo Marco Legal do Saneamento Básico demanda que 99% dos cidadãos brasileiros devem ter acesso à água potável até 2033. Neste sentido, muitos processos de tratamento de água estão sendo desenvolvidos empregando diversas tecnologias, incluindo a fotocatálise, a radiação solar e a ultravioleta. Estes processos de tratamento e desinfecção solar são favoráveis principalmente considerando a localização geográfica brasileira empregando a luz solar que causa danos severos no DNA de patógenos. O semicondutor escolhido para a fotocatálise heterogênea foi o dióxido de titânio, que apresenta baixa toxicidade e possui reservas abundantes no Brasil. Este composto é um dos mais empregados em fotocatálise porque promove eficientemente a produção de sítios oxidantes e redutores na superfície, facilitando o surgimento de radicais HO• e H•. No entanto, para a utilização como catalisador é necessário que o dióxido de titânio possua a estrutura cristalina anatase e microestruturas estáveis que conferem elevados valores de área superficial e porosidade. A estrutura catalítica porosa foi obtida com a adição do biocarvão de eucalipto reflorestado como biotemplate, na moldagem do dióxido de titânio no processo de síntese sol-gel e resultou em uma estrutura de elevada porosidade. Desta forma, foi obtido os sítios de adsorção e interação, com significativo aumento do efeito sinérgico para a fotodesinfecção. A eficiência do processo de fotodesinfecção foi avaliada por meio da contagem do número de colônias da bactéria Escherichia coli, sendo essa onipresente nos efluentes domésticos. Processos de fotodesinfecção realizados com água de lavagem contendo esta bactéria se mostram promissores, com o emprego de 0,05g de dióxido de titânio microestruturado com biocarvão a porcentagem de redução no número de colônias de bactérias foi acima de 80% em uma hora de exposição. A otimização do processo de fotodesinfecção pode viabilizar uma nova alternativa aos métodos de desinfecção utilizados no país.