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Processo Oxidativo Avancado H2 O2 Uv No Tratamento De Efluente Textil Com Corante Reativo
 

Processo Oxidativo Avancado H2 O2 Uv No Tratamento De Efluente Textil Com Corante Reativo

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    Processo Oxidativo Avancado H2 O2 Uv No Tratamento De Efluente Textil Com Corante Reativo Processo Oxidativo Avancado H2 O2 Uv No Tratamento De Efluente Textil Com Corante Reativo Presentation Transcript

    • UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
      Escola 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.br
      Wellington A. Teixeira, tom_teixeira8@hotmail.com
    • Pós-Doc. Dra. Sirlene Maria da Costa
      Prof. Dra Silgia Costa EACH - USP
      Wellington Teixeira
      Laboratório de Pesquisa
      de Têxteis Técnicos
      Trabalho sob Orientação
    • A Indústria Têxtil e o Meio-Ambiente
      O Beneficiamento Têxtil e a Geração de Efluentes
      • Desengomagem,
      • Alvejamento,
      • Lavagem de tecidos,
      • Mercerização,
      • Tingimento,
      • Estamparia
      • Acabamento de tecidos.
      A Figura 1 apresenta as principais etapas que consomem água no beneficiamento têxtil.
    • 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
    • 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.
    • Materiais e Métodos de Ensaio
      • 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.
    • Vidros de Cobalto protegem a radiação UV
      Degradação de Efluente Têxtil pelo Método H²O²/UV
      O Reator Fotoquímico
      Lâmpadas UV instaladas
      na cobertura superior
      Mangueira e seringa para retirada
      de amostras
      Placa de agitação magnética
    • Caracterização do Efluente Têxtil
      • 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 inicial
      Afinal= absorbância final
    • Degradação de Efluente Têxtil pelo Método H²O²/UV
      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”
      Bibliografia
      ARAMBASIC, M.B., BJELIC, S., SUBAKOV, G. Acute toxicity of Heavy Metals (Copper, Lead, Zinc), Phenol and Sodium on Allium Cepa L., Lepedium Sativum L. And Daphnia Magna St.; Comparative Investigations and the Practical Applications, 1995, 2, 497.
      BALI, U. ÇATALKAYA, E.; SENGUL, F.; Photodegradation of Reactive Black 5, Direct Red 28 and Direct Yelow 12 using UV, UV/H2O2 and UV/H2O2/Fe2+: a comparative study. Journal of Hazardous Materials. v. 114, p.159-166, 2004.
      BRESAOLA J., R., CANTELLI, D.L., Tratamento de Efluentes Líquidos de uma Indústria Têxtil e seu Reuso. Anais do XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental, Porto Alegre, 2000.
      CONCHON, J.A., Tratamento de Efluentes na Indústria Têxtil. Transcrição do artigo publicado na revista Base Têxtil, da Federación Argentina de la Industria Têxtil, n° 123, junho, 1999.
      CORRÊA JR. B.; FURLAN, L. T.; Redução do Consumo de Água e da Vazão de Efluentes Através do Gerenciamento das Fontes e Reutilização de Águas – a Experiência de Paulínia. Petro & Química, v. 251, 72-78, 2003.
      FELLENBERG, G., Introdução aos Problemas da Poluição Ambiental. São Paulo, Editora da Universidade de São Paulo, 1980.
      KUNZ, A., ZAMORA, P.P., MORAES, S.G., DURAN, N., Novas Tendências no Tratamento de Efluentes Têxteis. Química Nova, 2002, 25, 1, 78.
      SOARES, G.M.B., Costa-Ferreira, M. Amorim, M.T.P. Decolorization of na anthraquinontypes dye using a laccase formulation. Bioresource Technology, 2001, 79, 171.
      ZANONI, M.V.B., CARNEIRO, P.A., O descarte dos corantes têxteis. Ciência Hoje, agosto de 2001.
    • USP - Escola de Artes Ciências e Humanidades
      Profa. Dra. Silgia A.Costa, silgia@usp.br
      Wellington A. Teixeira, tom_teixeira8@hotmail.com