53º CBQ - UTILIZAÇÃO DE COAGULANTES NATURAIS OBTIDOS DE ESPÉCIES DE CACTUS PARA A REMOÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA DE EFLUENTES TÊXTEIS.

53º Congresso Brasileiro de Quimica
Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4

ÁREA: Ambiental

TÍTULO: UTILIZAÇÃO DE COAGULANTES NATURAIS OBTIDOS DE ESPÉCIES DE CACTUS PARA A REMOÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA DE EFLUENTES TÊXTEIS.

AUTORES: Freitas, T.K.F.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ) ; Souza, M.T.F. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ) ; Ambrósio, E. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ) ; Santos, L.B. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ) ; França, B.M. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ) ; Garcia, J.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ) ; Almeida, V.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ)

RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo a verificação da aplicabilidade real da mucilagem de cactus Opuntia ficus indica como coagulante natural. Os testes foram realizados com efluentes têxteis reais. Os processos de otimização foram realizados através da metodologia de superfície de resposta (MSR) baseada no planejamento experimental Box-Behnken. A utilizacao do cactus como auxiliar de coagulação apresentou-se bastante satisfatório para ambos efluentes em estudo. Tornando-se em uma alternativa ‘verde’ no tratamento de efluentes diversos.

PALAVRAS CHAVES: Opuntia ficus indica; EFLUENTES TÊXTEIS ; COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO

INTRODUÇÃO: Atualmente as águas superficiais recebem grandes quantidades de variados resíduos domésticos e industriais (GARCIA et al., 2007). Os resíduos produzidos pela indústria têxtil consomem grandes volumes de água e produtos químicos gerando desta maneira, grandes volumes de efluentes. A coagulação química é realizada pela adição de coagulantes inorgânicos, tais como sais de alumínio. Porém a utilização destes sais nos últimos anos tem sido questionada. Vários estudos associam a elevada ingestão do alumínio com a doença de Alzheimer (DIVAKARAN e PILLAI, 2002). Nos últimos anos a crescente preocupação mundial com as questões ambientais fez com que despertasse o interesse na pesquisa por polieletrólitos naturais. Estes não apresentam ricos toxicológicos, além de serem biodegradáveis, oferecendo segurança à saúde humana (BHATIA et al., 2007). O cactus Opuntia ficus indica (OFI) pertence à espécie das cactáceas e é facilmente cultivado em qualquer região do Brasil. O presente trabalho tem como objetivo a utilização do processo combinado de coagulante inorgânico (FeCl₃) e auxiliar de coagulação (OFI) para o tratamento de efluente têxtil real. Os efluentes provenientes de tinturaria de malhas (ETM) e lavanderia de jeans (ELJ) foram tratados pelo processo de coagulação/floculação utilizando o método de superfície de resposta (RSM).

MATERIAL E MÉTODOS: A amostra da espécie de cactus OFI foi obtida no campus da Universidade Estadual de Maringá (UEM). Em seguida, foi realizado o processo de extração do polieletrólito in natura segundo procedimento descrito por OKUDA et al., 1999. O sal extrator utilizado foi o NaCl 1,0 mol L^-1. Os testes de coagulação/floculação foram realizados no aparelho Jar Test utilizando béqueres contendo 250,0 mL de amostra. As amostras foram submetidas a 30 s de agitação rápida (120 rpm), seguida de 15 min de agitação lenta (20 rpm). Para os ensaios de otimização foram preparadas soluções de FeCl₃ 10% m v^-1 (0,37 mol L^-1), e a solução de OFI 1% m v^-1. Para o processo de otimização dos efluentes foi realizado um planejamento fatorial Box-Banhken. As variáveis em estudo foram a concentração de FeCl₃, concentração de OFI e pH . As respostas obtidas foram em porcentagens de remoção de DQO e turbidez para ambos os efluentes. A significância estatística do modelo e dos termos da regressão foi avaliada pela análise da variância ANOVA. Todos os dados experimentais foram compilados pelo software DesignExpert 7.1.3.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: ANÁLISE DAS SUPERFÍCIES DE RESPOSTA PARA O ELJ De acordo com a Figura 1a, quando a [FeCl₃] encontra-se em seu máximo,160 mg L^-1, e a [OFI] está próxima ao ponto central, ocorre uma maior remoção de DQO. Para a interação entre a [OFI] e o pH, Figura 1b, as melhores respostas ocorreram em pH mais ácidos, ou seja, pH 5,0. Em relação à resposta % de remoção da turbidez Figura (1c e 1d) as melhores respostas ocorrem quando as concentrações de FeCl₃ e OFI encontram-se em seu máximo e o pH em seu mínimo. A Figura (1a e 1b) apresentou uma característica côncava para as respostas dos modelos em relação à [OFI]. Isto se deve a significância do termo quadrático da [OFI] para a resposta remoção da DQO. ANÁLISE DAS SUPERFÍCIES DE RESPOSTA PARA O ETM De acordo com a figura 2a ocorre uma diminuição na reposta remoção da DQO quando a [FeCl₃] encontra-se mais próxima do ponto central,560 mg L^-1. Analisando-se as variáveis concentração de auxiliar de coagulação e pH, as melhores respostas para a remoção da DQO ocorrem quando ambas as variáveis encontravam-se em seu máximo,[OFI]=640 mg L^-1 e pH 7,0 como observado na Figura 2b. Em relação à resposta % de remoção da turbidez pode ser observado através da Figura 2b uma curvatura côncava para o eixo representativo do pH. Isto se deve a elevada significância do termo quadrático do pH. É possível observar também, que ocorre uma diminuição da resposta quando o pH encontra-se em valores superiores ao ponto central. Com relação à concentração do coagulante e auxiliar de coagulação Figura (2a e 2b) as melhores respostas ocorrem quando a [FeCl₃] encontra-se em seu máximo e a [OFI] entre 130 e 150 mg L^-1.

Figura 1.

Gráficos de superfícies tridimensionais para as int. X1-X2(a), X2-X3(b),% de remoção da DQO interações entre X1-X2(c),X2-X3(d)% de remoção da turbidez

FIGURA 2.

Gráficos de superfícies tridimensionais para as int. X1-X2(a),X2-X3(b)(% de remoção da DQO) e int. entre X1-X2(c),X2-X3(d) (% remoção de turbidez).

CONCLUSÕES: A fim de avaliar a significância do auxiliar de coagulação natural sob o tratamento foi realizado a otimização dos efluentes utilizando a MSR. Através da análise de variância (ANOVA), os dados foram ajustados a um modelo quadrático. Este determinou que a concentração de OFI foi significativa para as respostas: porcentagem de remoção da DQO e porcentagem de remoção da turbidez para ambos efluentes em estudo. O cactus Opuntia fícus indica apresentou uma considerável atividade coagulante podendo se tornar uma alternativa eficaz no tratamento de efluentes têxteis.

AGRADECIMENTOS: CAPES,Fundação Araucária, DQI-UEM.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BHATIA, S.; OTHMAN, Z.; AHMAD, A. L. 2007. Pretreatment of palm oil mill effluent (POME) using Moringa oleifera seeds as natural coagulant. Journal of Hazardous Materials, 145: 120-126.
DIVAKARAN, R.; PILLAI, V. N. S. 2002. Flocculation of river silt using chitosan. Water Research, 36:2414– 2418.
GARCIA, J. C.; SIMIONATO, I.; ALMEIDA, C.; SCHNEIDER, M. V.; SOUZA, E. 2009. Evolutive follow-up of the photocatalytic degradation of real textile effluents in TiO2 and TiO2/H2O2 systems and their toxic effects on Lactuca sativa seedlings. Journal of the Brazilian Chemical Society, 20:1589-1597.
OKUDA, T.; BAES, A. U.; NISHIJIMA, W.; OKADA, M. 1999. Improvement of extraction method of coagulation active components from Moringa oleifera seeds. Water Research, 33: 3373-3376.