Due to increased environmental awareness, several methodologies are being studied in the quest to minimize the effect caused by the improper disposal of effluents. The treatment of these effluents is a major technological challenge, because many times, the conventional treatment technologies are not efficient to tailor it to disposal. The goal of this work is to develop new heterogeneous catalysts for the Fenton reaction, immobilized on a matrix of TiO2, with a view to application in wastewater treatment. The catalysts FeOx and TiO2 were deposited on a Ti plate through thermal decomposition, the compositions were prepared in the following ratios: 100 % FeOx; 90 % FeOx : 10 % TiO2; 70 % FeOx: 30 % TiO2; 50 % FeOx : 50 % TiO2; 30 % FeOx : 70 % TiO2; e 10% FeOx : 90% TiO2. The efficiency of the catalysts was tested in the treatment of a synthetic wastewater containing the sun yellow dye, in the absence and presence of radiation. In the absence of radiation showed a slight efficiency of the heterogeneous Fenton reaction in the reduction of dye concentration, while in the presence of radiation, there was a significant increase in the rate of oxidation dye, especially for catalysts with a low proportion of iron and the composition containing iron 100%. The greater efficiency of the photo system was associated the many processes occurring simultaneously: Photolysis - H2O2 / UV; Heterogeneous Fenton Reaction - H2O2 + Fe2+; Heterogeneous PhotoFenton Reaction - (H2O2 + Fe2+) / UV; and Photocatalysis - TiO2 / UV. Evaluating the processes the following sequence of catalytic activity for the degradation of the dye was observed: TiO2-FeOx/H2O2/UV > H2O2/UV >> TiO2-FeOx/H2O2. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Em função de maior conscientização ambiental, várias metodologias estão sendo estudadas na busca de minimizar o efeito causado pelo descarte inadequado de efluentes. O tratamento desses efluentes constitui um grande desafio tecnológico, pois, inúmeras vezes, as tecnologias de tratamento convencionais não são eficientes para adequá-lo ao descarte. O objetivo do presente trabalho é desenvolver novos catalisadores heterogêneos para a reação de Fenton, imobilizado em uma matriz de TiO2, com vistas a aplicação no tratamento de efluentes. Os catalisadores de FeOx e TiO2 foram depositados em uma placa de Ti através de decomposição térmica, nas seguintes composições: 100 % FeOx; 90 % FeOx : 10 % TiO2; 70 % FeOx: 30 % TiO2; 50 % FeOx : 50 % TiO2; 30 % FeOx : 70 % TiO2; e 10% FeOx : 90% TiO2. A eficiência dos catalisadores foi testada no tratamento de um efluente sintético contendo o corante amarelo sol, na ausência e na presença de radiação. Na ausência da radiação observou-se uma discreta eficiência da reação de Fenton heterogênea na redução da concentração do corante; já na presença de radiação, observou-se um aumento significativo na velocidade de oxidação do corante, principalmente para os catalisadores com baixa proporção de ferro e para a composição contendo 100% de ferro. A maior eficiência do sistema foto assistido se deve a vários processos ocorrendo simultaneamente: Fotólise - H2O2 / UV; Reação de Fenton Heterogêneo - H2O2 + Fe2+; Reação de Foto-Fenton Heterogêneo - (H2O2 + Fe2+) / UV; e Fotocatálise - TiO2 / UV. Avaliando-se os processos individuais a seguinte sequência de atividade catalítica para a degradação do corante foi observada: TiO2-FeOx/H2O2/UV > H2O2/UV >> TiO2-FeOx/H2O2.

Fish farming is an important process of food production that seeks to meet the population growth, however is a source of pollution generating large volumes of contaminated water, causing environmental pollution. In order to minimize this impact, this study aimed to evaluate the efficiency of two advanced oxidative techniques to treat real effluent from fish farming, the Fenton reaction and electrochemistry. Treatments were carry out on a pilot scale (60L) and laboratory scale (250 mL). The efficiency of the reactions was assessed by the reduction of turbidity and COD of the effluent, as well as the toxicity of the effluent after treatment in germination lettuce (Lactura sativa) and mortality and sensory performance of the Nile tilapia (Oreochromis niloticus). For the Fenton reaction, it assessed the influence of the concentration of Fenton reagent (Fe2+ and H2O2), and the electrochemical process evaluated the applied current density and the supporting electrolyte (Na2SO4, H2SO4 and NaCl). According to the results of the physicochemical analyzes, both technologies were also effective in the treatment of this effluent, with reductions of 99% and 95% of the turbidity and COD respectively, for the Fenton reaction followed by flocculation; and 95% to 89% in turbidity and COD respectively, for the electrochemical process. In the electrochemical process the efficiency was associated with direct and indirect oxidation of pollutants and flotation of the particulate material through electrogenerated gas. In toxicological test of Fenton reagent with lettuce seeds, the Fe2+ concentrations showed no toxicity, since the H2O2 concentrations indicated high toxicity. Tests with Nile tilapia corroborate the results of lettuce seeds. After the treatment with Fenton's reaction effluent treated with 10 mmol of H2O2 L-1 and 0.5 mmol Fe2+ had the same germination and root growth rates of the raw wastewater, as in the tests with Nile tilapia effluent showed considerable toxicity, possibly due to residual peroxide. In the electrochemical process the best results were obtained when employed the H2SO4 as supporting electrolyte and the lowest current density (10 mA cm-2). The toxicology tests with lettuce and Nile tilapia indicated that the treated effluent has low toxicity with germination rate and lettuce radicle growth equal to control, and Nile tilapia the mortality rate was zero, even after 96 hours of fish contact with the treated effluent. The techniques applied in this study showed high efficiency in the treatment of real effluent from fish farming, making it adequate for disposal or reutilization. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A piscicultura é um importante processo de produção de alimentos que busca atender o crescimento populacional, porém pode ser uma fonte poluidora, gerando grandes volumes de água contaminada, causando poluição ambiental. Visando minimizar esse impacto, esse trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de dois processos oxidativas avançadas no tratamento de efluente real gerado pela piscicultura, a reação de Fenton e a eletroquímica. Os tratamentos foram realizados em escalas, piloto (60 L) e de bancada (250 mL). A eficiência das reações foi avaliada pela redução da turbidez e DQO (Demanda Química de Oxigênio) do efluente, bem como a toxicidade do efluente após o tratamento frente à germinação da alface (Lactura sativa) e mortandade e comportamento sensorial da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Para a reação de Fenton, avaliou-se a influência da concentração dos seus reagentes (Fe2+ e H2O2), e para o processo eletroquímico avaliou-se a densidade de corrente aplicada e o eletrólito suporte (Na2SO4, H2SO4 e NaCl). De acordo com os resultados das análises físico-químicas, os dois processos apresentaram alta eficiência no tratamento deste efluente, com reduções de 99% (turbidez) e 95% (DQO), para a reação de Fenton seguida de floculação, e para o processo eletroquímico as reduções foram de 95% (turbidez) e 89% (DQO). No processo eletroquímico a eficiência foi associada à oxidação direta e indireta dos poluentes e flotação do material particulado através dos gases eletrogerados. Nos ensaios toxicológicos dos reagentes de Fenton com sementes da alface, as concentrações de Fe+2 não apresentaram toxicidade, já as concentrações de H2O2 indicaram elevado grau toxicológico. Os ensaios com tilápia do Nilo corroboraram com os resultados das sementes da alface. Após o tratamento com reação de Fenton o efluente tratado com 10 mmol L-1 de H2O2 e 0,5 mmol de Fe2+ apresentou os mesmos índices de germinação e crescimento da radícula do efluente bruto, já nos testes com tilápia do Nilo o efluente apresentou considerável toxicidade, possivelmente devido a peróxido residual. No processo eletroquímico os melhores resultados foram obtidos quando empregado H2SO4 como eletrólito suporte e a menor densidade de corrente (10 mA cm-2). Os testes toxicológicos com alface e tilápia do Nilo indicaram que o efluente tratado apresenta baixa toxicidade com índice de germinação e de crescimento da radícula da alface igual a do controle, e com tilápia do Nilo o índice de mortandade foi nulo, mesmo após 96h de contato dos peixes com o efluente tratado. As técnicas aplicadas neste estudo apresentaram alta eficácia no tratamento do efluente real da piscicultura, tornando-o adequado para descarte ou mesmo reutilizado em sistema de ciclo fechado.