ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Tratamento de efluentes da indústria de couros por fotocatálise mediada por óxido de zinco
AUTORES: HASEGAWA, M.C. (UEL) ; TAKASHIMA, K. (UEL) ; SILVA, S.M.C.P (UEL) ; BATISTA, G.A. (UEL) ; BARBOSA, A.M. (UEL)
RESUMO: Os efluentes da industria de curtimento de couros são fontes de grandes impactos ambientais, pois geram resíduos tóxicos com altas concentrações de matéria orgânica, sólidos suspensos, sais e outros. Neste trabalho o efluente da etapa de recurtimento foi tratado por fotocatálise mediada por óxido de zinco e por tratamento biológico através do fungo Botryosphaeria rhodina. A eficiência dos processos mencionados foi avaliada em termos da demanda química de oxigênio (DQO).
PALAVRAS CHAVES: efluente. fotocatálise. botryosphaeria rhodina
INTRODUÇÃO: A indústria de couro representa um setor importante na economia de muitos países. Substâncias químicas como ácidos, sais, taninos, solventes, sulfetos, corantes, álcalis, etc. são aplicadas nas etapas de transformação da pele do animal em produtos com tintura impecável, consumíveis comercialmente, de tal modo que os artefatos possuam resistência mecânica e hidrotérmica. Este procedimento gera grandes quantidade de efluentes com altas concentrações de substâncias orgânicas e inorgânicas (CASSANO et al., 2001; SCHRANK et al., 2005; KURT et al., 2007) e muitos destes compostos resistem aos tratamentos convencionais químicos e biológicos (SCHRANK et al., 2005). O tratamento destes efluentes é complexo, devido à grande variedade de produtos químicos em diferentes níveis de concentração. Os processos de oxidação avançados (POAs) têm-se destacado nos últimos anos como tecnologias alternativas ao tratamento de várias matrizes ambientais (ALMEIDA et al., 2004) devido à alta eficiência na degradação de contaminantes orgânicos e inorgânicos (AUGUGLIARO., et al., 2006; PERA-TITUS et al., 2004). Estes processos envolvem a formação de radical hidroxila (HO•) muito efetivo na oxidação de poluentes orgânicos de baixa degradabilidade encontrados em efluentes industriais, águas superficiais e subterrâneas (AUGUGLIARO et al., 2006). Este trabalho tem como objetivo, degradar e mineralizar o efluente da industria de couro através de fotocatálise mediada por ZnO e de tratamento biológico por meio do fungo Botryosphaeria rhodina, determinando a demanda química de oxigênio (DQO) em cada tratamento.
MATERIAL E MÉTODOS: O tratamento químico do efluente foi realizado no interior de uma câmara de madeira (50x50x50 cm) com as paredes forradas com papel alumínio e cortina de tecido preto na parte frontal para evitar a dispersão da radiação da lâmpada de vapor de Hg (125 W) sem bulbo, fixada na parte superior e central. A irradiância (4560 mW cm-2) foi medida através do radiômetro (Topcon UVR-2). Sobre o agitador magnético (Fisaton 752) foi colocado o reator cilíndrico de borosilicato de 200 mL (h = 9 cm, Fint = 6 cm), com parede lateral dupla para circulação de água proveniente do banho termostático com refrigeração para controle de temperatura (30ºC) (Microquímica MQBTC 99-20). A coleta de alíquotas (1 mL) de uma suspensão de 150 mL contendo o efluente e o semicondutor, foi feita através de uma cânula de silicone (l = 55 cm e F = 13 mm) com uma das extremidades imersa na solução e a outra conectada a uma seringa (3 mL) em tempos pré-determinados durante 2 h. A amostra coletada foi armazenadas em tubo de reação (1,5 mL), medido o pH, registrado o espectro UV-Vis (Hitachi U3000) e determinada a DQO (Hach, COD Reactor e DR2010).
No tratamento biológico o efluente foi previamente esterilizado em autoclave (FABBE Primar 103) por 20 min. O fungo foi inoculado no efluente esterilizado dentro da câmara de fluxo laminar (VECO MM200600) e mantido na incubadora de bancada (Cientec CT712) por 5 dias a 180 rpm e 28ºC. As soluções utilizadas como controle foram preparadas de modo similar sem inoculação do fungo. A DQO foi determinada após este período.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foram realizadas diluições do efluente bruto de coloração negra nas proporções de 1:20; 1:50; 1:100; 1:200 e 1:250. No processo fotocatalítico, a diluição mais adequada foi 1:200, medida através do espectro UV-Vis. Para o tratamento biológico foi utilizada a diluição de 1:2 de efluente/água destilada. A DQO do efluente bruto foi de 14850 mg O2 L-1. No tratamento fotocatalítico a concentração de óxido de zinco foi variada de 0.5 a 6 g L-1 respectivamente para 150 mL de efluente e irradiada por 2 h. Destas concentrações, a maior percentagem de degradação ocorreu quando se utilizou 4 g L-1. O desaparecimento da banda de absorção com máximo em 226 nm ocorreu em 2 h conforme mostrado na Fig. 1. A DQO após este tempo reduziu para 2600 mg O2 L-1. No tratamento biológico, após a inoculação do fungo por 5 dias, houve diminuição significativa da DQO, do controle para 4925 mg O2 L-1 e do efluente tratado com o fungo para 2729 mg O2 L-1. Assim após o tratamento fotocatalítico o efluente tornou-se transparente e incolor enquanto que no biológico transparente e com certa coloração bege.
CONCLUSÕES: Os tratamentos fotocatalítico, realizado através do óxido de zinco, e biológico por Botryosphaeria rhodina, reduziram a demanda química de oxigênio em 82,5% e 81,6% respectivamente. A degradação e a eliminação da coloração negra e opaca para transparente, foram constatadas pela diminuição da DQO inicial de 14850 mg O2 L-1 para 2600 mg O2 L-1 na fotocatálise e 2729 mg O2 L-1 no tratamento biológico.
AGRADECIMENTOS: UEL/PROPPG, CNPq, CAPES/DS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ALMEIDA, E.; ASSALIN, M. R.; ROSA, M. A. 2004. Tratamento de efluentes industriais por processos oxidativos na presença de ozônio, Química Nova, 27: 818-824.
AUGUGLIARO, V., LITTER, M., PALMISANO, L., SORIA, J. 2006. The combination of heterogeneous photocatalysis with chemical and physical operations: A tool for improving the photoprocess performance. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, 7:127-144.
CASSANO, A.; MOLINARI, R.; ROMANO, M.; DRIOLI, E., 2001. Treatment of aqueous effluents of the leather industry by membrane processes A review, J. Membr. Sci., 181:111-126.
KURT, U.; APAYDIN, O.; GONULLU, M. T. 2007. Reduction of COD in wastewater from an organized tannery industrial region by Electro-Fenton process, Journal of Hazardous Materials, 143: 33-40.
PERA-TITUS, M., GARCIA-MOLINA, V., BAÑOS, M. A., GIMENEZ, J., ESPLUGAS. S. 2004. Degradation of chlorophenols by means of advanced oxidation process: a general review. Appl. Catal. B: Environ., 47: 219-256.
SCHRANK, S. G., JOSÉ, H. J., MOREIRA, R. F. P. M., SCHRÖDER, H. Fr. 2005. Applicability of Fenton and H2O2/UV reactions in the treatment of tannery wastevaters. Chemosphere, 60: 644-655.
