Avaliação da eficiência de degradação de azo corante Amido Black 10B em solução aquosa por ozonização

Abstract

A necessidade de adequação à legislação ambiental em vigor impõe às indústrias têxteis, custos cada vez maiores para projetos de sistemas de tratamento de efluentes gerados. Dessa forma, as empresas ou instituições precisam se adaptar às exigências e ajustarem seus orçamentos para a redução de impacto ambiental. As indústrias têxteis têm grande responsabilidade na degradação de corpos hídricos. Essas empresas geram efluentes com carga orgânica, cor e toxicidade elevadas. Assim, essas precisam adotar sistemas que tornam os processos têxteis mais eficientes e com aproveitamento e uso de tecnologias, as quais se utilizam de Processos Oxidativos Avançados (POAs). O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver por equipamento de ozonização em escala de bancada, a redução de um dos corantes presentes nos efluentes do processo industrial têxtil. Enquadra-se assim, com o que é estipulado pela legislação ambiental. Esse equipamento é formado por um sistema de geração de ozônio com reator em regime de batelada, específico para formação desse POA. Avaliou-se a eficiência ou capacidade de ozonização na degradação de corante Amido Black 10B em solução aquosa (concentração de 100mg/L) nesse Sistema Batelada. Ensaios preliminares de ozonização foram realizados, a fim de verificar seus efeitos na degradação do corante. Os experimentos dessa eficiência de degradação foram conduzidos em três etapas com a influência de parâmetros (condições) como: (1) efeito do pH (3, 7 e 11) na ozonização (O3); (2) efeito da adição de agente oxidante Peróxido de Hidrogênio - H2O2 (2, 5, 10 e 15mmol/L) para avaliação do sistema O3/H2O2 pH 7; (3) efeito da adição (dosagem) de reagente catalisador químico homogêneo – Ferro - do sulfato ferroso heptahidratado empregado - Fe2+ (razão de 15:1) para avaliação do sistema O3/H2O2/Fe2+ pHs 3 e 7. Os experimentos foram realizados durante 30min de reação com coletas periódicas ao longo do tempo (2, 5, 10, 20 e 30 minutos) com uma vazão de ozônio de 3 g/h. A concentração de corante nas amostras coletadas foi avaliada por espectrofotometria no comprimento de onda de 620nm e caracterizou-se quimicamente a solução aquosa tratada na melhor condição de remoção. Ainda, buscou-se avaliar a eficiência de remoção (realizaram-se comparações) de diferentes concentrações do corante 10B em solução aquosa nesse Sistema Batelada (50, 75 e 100mg/L) em pH 3. Para avaliar a efetiva ozonização e mineralização da solução aquosa, foram feitas análises de redução de Carbono Orgânico Total (COT); foi avaliada a geração de subprodutos da degradação (sulfatos e nitratos), através de análise por Cromatógrafo de Íons (IC); estudou-se o efeito do pH da solução aquosa do 10B antes e após processo de ozonização (bruto e tratado), através de análise de Espectrofotometria de Fluorescência 2D (EF2D). Foi realizado um estudo envolvendo a solução aquosa de corante 100 mg/L bruta e tratada por ozônio nos três diferentes pHs através de metodologia não supervisionada – PCA do sistema batelada. Não se conseguiu caracterizar satisfatoriamente a solução envolvida nesse parâmetro através de escores de PCA, então será realizado estudo em trabalho futuro, da viabilidade de utilização da técnica de EF2D no sistema com processo (regime de operação) contínuo (planta piloto com colunas de PVC). Os resultados mostram que o sistema O3/H2O2 apresentou a melhor eficiência de remoção na concentração de 10mmol/L de H2O2 (pH 11). Já para o sistema O3/H2O2/Fe2+, a melhor condição observada foi de 10mmol/L de H2O2 e razão de 15:1 de Ferro. Obteve-se a total eficiência de remoção de cor do corante, a partir de dez minutos de reação para o pH 11. A maior mineralização aconteceu em pH 7, correspondendo a 85%. O sistema de ozonização apresentou em

aproximadamente dez minutos de reação (nos três pHs), cem por cento de degradação do corante e em pH 11 e em trinta minutos, 41,6% de mineralização. Ainda, obteve-se um percentual de remoção de DQO de 80% em trinta minutos para o mesmo pH. A DQO inicial da solução estudada foi de 123mgO2/L e o residual ficou em 25mgO2/L. Determinaram-se parâmetros indicativos do metabolismo de carboidratos - glicose e lactato (ecotoxicidade) da solução aquosa bruta de corante Amido Black 10B frente à concentração de 100mg/L e após o tratamento com ozônio (O3) com o bioindicador Danio rerio (Zebrafish). Nesse contexto, o sistema estudado mostrou-se uma alternativa eficaz para o tratamento de efluentes que possuam corantes derivados da indústria têxtil.