Tratamento de corantes têxteis através de processos Fenton : desempenho catalítico de reações homogêneas e heterogêneas, cinética de degradação e ensaios ecotoxicológicos

• Autor(a) principal: SANTANA, Rayany Magali da Rocha
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/37773
• topic: Engenharia Química; DQO; Ecotoxicidade; Efluente têxtil; Pirita; Reações fotocatalíticas

Indústrias têxteis contribuem significativamente para a poluição de águas superficiais, dado que seu processo produtivo gera grandes volumes de efluentes. Estes apresentam intensa coloração, sendo compostos por substâncias de difícil degradação que afetam o meio ambiente. Posto que os tratamentos convencionais de efluentes são limitados, faz-se necessário empregar alternativas, como os processos oxidativos avançados (POA), que são capazes de degradar poluentes. Dentre os tipos de POA, o foto-Fenton vem sendo aplicado no tratamento de efluentes têxteis. Logo, a degradação dos corantes têxteis preto direto 22, vermelho direto 23, vermelho direto 227 e azul reativo 21, presentes em mistura aquosa, foi investigada mediante emprego do POA foto-Fenton homogêneo (FeSO₄) e heterogêneo (pirita comercial). Determinou-se a eficiência do tratamento com base na degradação do grupo cromóforo, via espectrofotometria de UV/Vis e pela conversão da matéria orgânica. A influência do pH inicial da solução e as concentrações de ferro e H₂O₂ utilizadas foram avaliadas a fim de determinar as melhores condições experimentais. Através de ensaios para ambos POA, verificou-se uma maior eficiência em pH 3, empregando 100 mg∙L⁻¹ de H₂O₂ por 60 min. Na reação homogênea, utilizou-se 4 mg∙L⁻¹ de Fe, enquanto na heterogênea empregou-se 0,5 g∙L⁻¹ de pirita, obtendo-se degradações de 98,19 e 99,74%, com taxas de conversão da matéria orgânica de 92,52 e 95,03%, respectivamente. Visto a cinética da degradação para diferentes concentrações iniciais, foi verificado que os modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e o proposto por Behnajady, Modirshahla e Ghanbary descreveram com precisão superior a 91% o decaimento da concentração da mistura de corantes através dos POA. Ao avaliar a toxicidade das soluções tratadas constatou-se que os processos podem ter formado intermediários tóxicos, visto que o desenvolvimento natural de sementes, bactérias e molusco foi afetado. No entanto, a Artemia Salina não apresentou sensibilidade às amostras. Ademais, as condições de degradação estabelecidas para os POA homogêneo e heterogêneo foram usadas para degradar um efluente têxtil sintético (ES), que necessitou de um maior tempo de exposição (180 min) e [H₂O₂] (900 mg∙L⁻¹) para garantir 94,49% e 94,34% de eficiência dos respectivos tratamentos, com aproximadamente 5% da matéria orgânica. Empregando as mesmas condições experimentais do ES, tratou-se um efluente industrial bruto via processo foto-Fenton homogêneo, verificando que sua cor inicial foi removida em 92,53% (DFZ₄₃₆ₙₘ), 94,09% (DFZ₅₂₅ₙₘ) e 95,58% (DFZ₆₂₀ₙₘ); enquanto a DQO e DBO decaíram em 50,37 e 14,18%, respectivamente. Além disso, ao utilizar o POA para degradar um efluente previamente tratado na ETE da lavanderia, 100 mg∙L⁻¹ de H₂O₂ foi suficiente para atender, após 40 min, ao padrão de lançamento exigido pela legislação alemã, degradando 43,75% (DFZ₄₃₆ₙₘ), 32,14% (DFZ₅₂₅ₙₘ) e 50,00% (DFZ₆₂₀ₙₘ), respectivamente. Essa combinação entre o processo da indústria e o POA foto-Fenton homogêneo permitiu reduzir em 79,22% a DQO e 75,73% a DBO. Ao utilizar pirita não foram obtidos resultados consistentes para essa matriz. De um modo geral, os resultados demonstraram a adequabilidade dos POA foto-Fenton homogêneo e heterogêneo na degradação de corantes em solução aquosa e em ES; sendo necessários maiores estudos para remediar efluentes têxteis reais.