UNIVERSIDADE DE SÃO PAULOEscola de Artes Ciências e Humanidades

PROCESSO OXIDATIVO AVANÇADO H2O2/UV

NO TRATAMENTO DE EFLUENTE TÊXTIL COM CORANTE REATIVO

Laboratório de Pesquisa de Têxteis Técnicos – EACH – USP

Prof. Dra. Silgia A. Costa, silgia@usp.brWellington A. Teixeira, tom_teixeira8@hotmail.com

Laboratório de Pesquisa

de Têxteis TécnicosTrabalho sob Orientação

Wellington Teixeira

Prof. Dra Silgia Costa EACH - USP Pós-Doc. Dra. Sirlene Maria da Costa

A Indústria Têxtil e o Meio-Ambiente

• Desengomagem, • Alvejamento, • Lavagem de tecidos, • Mercerização, • Tingimento, • Estamparia • Acabamento de tecidos.

A Figura 1 apresenta as principais etapas que consomem água no beneficiamento têxtil.

O Beneficiamento Têxtil e a Geração de Efluentes

Fig.01-Etapas do processamento a úmido de tecidos de algodão e mesclas de algodão (Fonte: EPA, 1997).

Tratamento: Preliminar, Primário e Secundário

• O tratamento preliminar objetiva apenas a remoção dos sólidos grosseiros;

• O tratamento primário visa à remoção de sólidos sedimentáveis e parte da matéria orgânica;

• Em tratamentos secundários predominam mecanismos biológicos, o objetivo é principalmente a remoção de matérias orgânicas e eventualmente nutrientes (nitrogênio e fósforo).

Classes de Tratamentos

Fig.02 - Organograma das classes de tratamento de efluentes (POA=Processos Oxidativos Avançados).

Níveis de Tratamento

Nível Remoção

PRELIMINAR

Sólidos em suspensão grosseiros (materiais de maiores dimensões e areia).

PRIMÁRIO Sólidos em Suspensão sedimentáveis; DBO em suspensão (matéria orgânica componente dos sólidos em suspensão sedimentáveis).

SECUNDÁRIO DBO em suspensão (matéria orgânica em suspensão fina, não removida no tratamento primário); DBO solúvel (matéria orgânica na forma de sólidos dissolvidos).

TERCIÁRIO

Nutrientes; Patogênicos; Compostos não biodegradáveis; Metais pesados; Sólidos Inorgânicos dissolvidos; Sólidos em Suspensão remanescentes.

Tratamentos Terciários ou Avançados

Os tratamentos terciários objetivam a remoção de poluentes específicos (usualmente tóxicos ou compostos não biodegradáveis) ou ainda, a remoção complementar de poluentes não suficientemente removidos no tratamento secundário.

Processos de Oxidação Avançada - POA’s

• Tecnologia alternativa ao tratamento de várias matrizes ambientais que têm-se destacado nos últimos anos .

• A vantagem desse processo reside no fato dele ser um tipo de tratamento destrutivo, ou seja, o contaminante não é simplesmente transferido de fase, mas sim, degradado através de uma série de reações químicas (Higarashi et al., 2000).

Oxidantes Utilizados

De acordo com LORA (2000), os oxidantes químicos mais utilizados em processos de tratamento de efluentes por oxidação são:

• Oxigênio: seu baixo custo de operação faz a oxidação por oxigênio uma opção atrativa em algumas aplicações. Um exemplo é a chamada Wet Oxidation (oxidação por ar úmido) ou hidroxidação à pressão;

• Cloro: é um oxidante forte e econômico. Ás vezes requer doses consideráveis. Pode formar compostos organoclorados indesejáveis como subproduto;

Oxidantes Utilizados

• Permanganato de Potássio: oxidante forte, mas muito

caro;

• Ozônio: É um gás venenoso, que não apresenta odor nem cor perceptível. A concentração máxima permissível (CMP) desse gás é de 0,1 mg/m3;

• Peróxido de Hidrogênio: é considerado um oxidante de propósito geral. O tratamento efetivo com H2O2 requer freqüentemente um ativador, como é o caso de um catalisador à base de ferro (reativo Fenton), luz ultravioleta ou ozônio.

Objetivos

Este trabalho teve como objetivo a utilização de um processo de oxidação avançada H2O2/UV para a degradação de corantes reativos gerados no processo de tingimento da indústria têxtil.

Objetivos específicos

• Estudo de degradação da cor de um efluente pelo método H2O2/UV (2007);

• Tingimento têxtil com água de reúso obtida pelo processo H2O2/UV (2008);

Degradação de Efluente Têxtil pelo Método H²O²/UV

Método H²O²/UV

• Neste estudo se utilizou o Peróxido de Hidrogênio – H2O2

como agente oxidante e a radiação ultra-violeta – UV como agente catalisador.

• A velocidade de oxidação do poluente é limitada a formação de radicais hidroxila,

• A eficiência do processo esta na otimização das condições de aceleração da fotólise do peróxido de hidrogênio.

Degradação de Efluente Têxtil pelo Método H²O²/UV

Materiais e Métodos de Ensaio

• Reator Fotoquímico: desenvolvido durante o estudo, tem capacidade para 500 mL por experimento realizado. Esse sistema dispõe de uma fonte de radiação policromática UV/Visível, assegurada por duas lâmpadas cada uma com 6 Watts potência.

• pH: método potenciométrico, calibrado com soluções padrões de pH 4,0 e 7,0. O pH foi medido através de equipamento PHmetro TEC – 3MP marca Tecnal.

• Condutividade: método da eletrometria, medida através de um condutivímetro TEC – 3MP marca Tecnal.

• Cor: método colorimétrico, medidas por meio da absorbância. As leituras de absorbâncias foram obtidas por um espectrofotômetro U/V visível Beckman Du 640.

• Agitação: é proporcionada por uma placa de agitação magnética (Quimis) que permanece instalada dentro do reator fotoquímico.

• Temperatura: através de um termômetro analógico de mercúrio HG Brasil

• (-10 + 110ºC).

• Tratamento estatístico dos dados: realizados pelos programas Origin 6.1 e Excel.

Materiais e Métodos de Ensaio

Degradação de Efluente Têxtil pelo Método H²O²/UV

Vidros de Cobalto protegem a radiação UV

Lâmpadas UV instaladas na cobertura superior

Mangueira e seringa para retirada de amostras

Placa de agitação magnética

O Reator Fotoquímico

Caracterização do Efluente Têxtil

Parâmetros Valores pH 10,84 Condutividade (mS/cm) 3,73

250 λ 4,50 350 λ 4,50 450 λ 0,34 550 λ 2,32 650 λ 4,50

Absorbâncias

750 λ 0,83

• O efluente têxtil foi gentilmente cedido pela empresa “CS Beneficiamento Têxtil”.

• A amostra foi coletada no final do processo de esgotamento do banho de tingimento de tecidos 100% algodão, no qual foi utilizado corante reativo.

• Caracterização do efluente bruto

Radiação UV: O efluente foi submetido à radiação UV no comprimento de onda de 250 a 320 nm.

Determinação da cor pelo método espectrofotométrico: As amostras de efluentes tratados foram diluídas na proporção 1:30, para os espectros na faixa UV. Em seguida determinou-se a absorbância para os espectros a cada 0,427 nm, na faixa de 200 a 380 nm, para os espectros no UV e de 380 a 800 nm, para os espectros no visível.

Porcentagem de remoção da cor: Foi calculada de acordo com a equação 01

[(Ainicial – Afinal)/Ainicial x 100] (Equação 01)

Em que:Ainicial= absorbância inicialAfinal= absorbância final

Degradação de Efluente Têxtil pelo Método H²O²/UV

250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Ab

so

rbâ

nc

ia

Com prim ento de onda (nm )

Corante pH 3 (0h) pH 3 (24h) pH 7 (0h) pH 7 (24h) pH 11 (0h) pH 11 (24h)

Resultados obtidos com os diferentes pHs trabalhados durante os experimentos com Efluente da “Cs Beneficiamento Têxtil”.

Resultados e Discussões

Através do gráfico observa-se que no comprimento de onda no espectro do visível (665 nm) os três pHs estudados mostraram-se interessantes para a remoção da cor do efluente.

Destaca-se a eficiência para remoção da cor em meio alcalino.

De acordo com estudos na literatura, a cor do efluente poluído com corantes orgânicos, reduz quando ocorre a quebra ou divisão das ligações -C=C- e –N=N- como também dos anéis aromáticos e heterocíclicos.

A próxima Tabela nos mostra os cálculos de porcentagens de cor removida que foram obtidos através da equação

Resultados e Discussões

Tabela. Porcentagem de remoção da cor no efluente.

Conclusões

• O tratamento realizado pelo método H2O2/UV mostrou-se eficiente para a remoção da cor presente no efluente industrial diluído.

• Os resultados revelaram que houve uma diminuição da absorbância nas faixas de maior absorção do efluente. Com estes resultados se pode verificar que o pH influência no processo, sendo que a melhor degradação da cor ocorreu para o valor de pH 11.

Conclusões

• Novos estudos estão sendo realizados visando o aproveitamento do efluente tratado para novos processos de tingimento.

“Degradação de Efluente Têxtil pelo Método H²O²/UV”

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USP - Escola de Artes Ciências e Humanidades

Profa. Dra. Silgia A.Costa, silgia@usp.br

Wellington A. Teixeira, tom_teixeira8@hotmail.com