Fenóis e derivados fenólicos têm sido utilizados como contaminantes alvo em uma série de estudos experimentais envolvendo Processos Oxidativos Avançados, uma vez que podem ser apontados como compostos tóxicos e recalcitrantes a métodos convencionais de tratamento, como aos processos biológicos. Todavia, poucas ainda são as publicações focadas na modelagem matemática de efluentes submetidos aos diferentes tipos de POA. Nesse âmbito, esse trabalho visou estudar a formulação e aplicação de 5 modelos cinéticos distintos para a degradação de espécies fenólicas por meio de 4 diferentes tipos de configurações de POA: processo UV/H2O2, Fenton, foto-Fenton solar e eletro-Fenton. Os modelos foram testados em relação a dados experimentais provenientes de estudos identificados na literatura, englobando a estimativa de parâmetros cinéticos pouco conhecidos, principalmente de reações entre o radical hidroxila e intermediários oxidativos orgânicos e parâmetros característicos de reações de fotólise, como rendimento quântico e coeficiente de absorção molar. Os ajustes entre dados experimentais e resultados preditos pelo modelo foram realizados através do algoritmo Trust Region Reflective, implementado em rotinas de regressão não linear no pacote computacional MATLAB®. Critérios de estruturação de funções objetivo de otimização e de convergência foram discutidos ao longo do estudo. Houve adequada concordância para os modelos representados pelos processos UV/H2O2, Fenton e foto-Fenton solar, embora os dois modelos apresentados para o processo eletro-Fenton tenham apontado menor conformidade, levando a questionamentos sobre os fatores chave envolvidos nas características fenomenológicas desse tipo de POA. Uma vez estimadas as constantes cinéticas, os modelos foram empregados para a simulação dos processos, objetivando avaliar as variáveis críticas das diferentes configurações de POA analisadas. Foram verificadas as influências da razão oxidante/contaminante, da taxa fotônica para os processos fotoassistidos, da concentração de catalisador de ferro para os processos do tipo Fenton e da concentração de oxigênio dissolvido e corrente elétrica aplicada para o tratamento do tipo eletro-Fenton.

Phenols and phenolic derivatives have been used as target contaminants in a number of experimental studies concerning Advanced Oxidation Processes (AOP), since they can be pointed as toxic compounds and recalcitrant to conventional methods of treatment, such as biological processes. Nevertheless, the amount of publications focused on mathematical modeling of effluents submitted to the different kinds of AOP is still sparse. In this context, this work aimed at studying the formulation and application of five distinct kinetic models for the degradation of phenolic species through four different kinds of AOP configurations: UV/H2O2 process, Fenton, solar photo-Fenton and electro-Fenton. The models have been tested using experimental data from studies which were identified in the literature and hardly known kinetic parameters have been estimated, mainly concerning reactions between hydroxyl radical and organic oxidative intermediates and also characteristic parameters of the photolysis reactions, such as quantic yield and molar absorption coefficient. The adjustments between experimental data and model-predicted results were obtained by means of the Trust Region Reflective algorithm, which has been inserted in non-linear regression routines of MATLAB® computational tool. The structuring criteria of the optimization objective functions and convergences have been discuted along the study. There was adequate agreement for the models representing UV/H2O2, Fenton and solar photo-Fenton processes, although less conformance was evidenced in both electro-Fenton models, leading to questions about the key factors linked to phenomenological characteristics of this kind of AOP. Once the kinetic constants were estimated, the models were used to simulate the processes in order to evaluate critical variables of the different configurations of AOP. Influences of oxidant/contaminant ratio, photonic rate in the photoassisted processes, iron catalyst concentration in the Fenton-like treatments and concentration of dissolved oxygen and applied electric current in the electro-Fenton process were all verified.