TRATAMENTOS INTEGRADOS PARA A REMOÇÃO DE COR DE SOLUÇÃO SINTÉTICA CONTENDO O CORANTE TÊXTIL VERMELHO DE REMAZOL: ELETROQUÍMICO (ELETROXIDAÇÃO) E ADSORÇÃO (PERLITA EXPANDIDA)

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Química Analítica

Autores

Souza, S.P.M.C. (UFRN) ; Almeida, J.M.F. (UFRN) ; Oliveira, E.S. (UFRN) ; Silva, I.N. (UFRN) ; Huitle, C.A.M. (UFRN) ; Fernandes, N.S. (UFRN)

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o uso do tratamento eletroxidativo em conjunto com a adsorção (perlita expandida) como alternativa na remoção da cor de efluentes sintéticos contendo o corante vermelho de remazol. No tratamento de eletroxidação foram avaliados parâmetros como pH e densidade de corrente (mA/cm2). Após a eletroxidação a solução passou pelo tratamento de adsorção. Foram realizadas análises de COT com a finalidade de observar remoção de matéria orgânica. Os resultados mostraram que houve remoção da cor e da matéria orgânica após ambos os tratamentos realizados, também foi estimado o consumo energético com a finalidade de mostrar a viabilidade do tratamento oxidativo, sendo observado que esses valores variaram de R$ 3,33 em pH 1 a R$ 22,15 em pH 8.

Palavras chaves

Eletroxidação; Adsorção; Perlita expandida

Introdução

Os corantes sintéticos são bastante utilizados em diversas áreas como na indústria têxtil, alimentícia e em tingimento de cabelos (FORGACS et al., 2004). Os corantes têxteis, são classificados quanto ao modo que são fixados a fibra têxtil ou por sua estrutura química (MARTINEZ-HUITLE e BRILLAS, 2009). A indústria têxtil gera grandes quantidades de águas residuais durante o processo de lavagem e tingimento e como resultado são eliminados juntamente com a coloração (em cursos de água, afetando a sua transparência e pode apresentar propriedades carcinogênicas e mutagênicas) (ZANONI E CARNEIRO, 2001). Vários trabalhos já foram desenvolvidos com o objetivo de remover a coloração de efluentes. Alguns, já sendo utilizados em escala industrial não conseguem atingir o objetivo desejado, outros ainda em escala laboratorial, apresentam altos custos de implantação e manutenção (HAO, KIM E CHIANG, 2000). Neste trabalho é proposto o uso do tratamento eletroquímico (eletroxidação) juntamente com o uso da adsorção utilizando a perlita expandida como adsorvente, um aluminosilicato, como alternativa na remoção da cor de efluentes sintéticos contendo como corante têxtil: vermelho de remazol, a fim de identificar as melhores condições experimentais que resultem em uma alta eficiência de corrente, baixo custo de energia e boa remoção da matéria orgânica.

Material e métodos

Neste trabalho foi utilizado o corante têxtil vermelho de remazol. As soluções sintéticas foram preparadas dissolvendo-o em água destilada contendo sulfato de sódio (Na2SO4) 0,25 mol/L. A concentração do corante usada foi de 190 ppm. No tratamento eletroquímico foram avaliados os seguintes parâmetros: densidade de corrente (20, 40 e 60 mAcm-2) e a influência do pH (1; 4,5 e 8) que foram ajustados com soluções de ácido sulfúrico (H2SO4) 0,5 mol L-1 e hidróxido de sódio (NaOH) 0,25 mol L-1 com a finalidade de estimar o consumo energético e a remoção da cor. No tratamento de adsorção foi utilizado como adsorvente a perlita expandida fornecida pela Schumacher Insumos localizada no Rio Grande do Sul e proveniente da Argentina. A perlita expandida foi peneirada na mesa vibratória PRODUTESTE modelo T, em granulometria correspondente a 100 mesh.O tratamento oxidativo foi realizado utilizando anodos de platina suportada em titânio (Ti/Pt), a fim de verificar a influência na remoção da cor e consumo energético. As oxidações foram realizadas em uma célula eletroquímica com um compartimento de reação com capacidade para 250 mL e numa rotação de 400 rpm. Os experimentos de oxidação das soluções do corante foram realizados sob condições galvanostáticas utilizando um galvanostato-potenciostato VERSTAT3 (Princeton Applied Research). Os ensaios de adsorção foram realizados utilizando-se 500 mg de perlita expandida em 50 mL de solução do corante após ter sofrido o tratamento oxidativo, numa rotação de 150 rpm. A adsorção foi realizada em um tempo de 0 a 60 min à temperatura ambiente. Cada alíquota retirada foi filtrada para evitar a presença de material em suspensão. A concentração das soluções no tempo inicial e no equilíbrio foi determinada pela espectroscopia molecular de (UV-vis).

Resultado e discussão

A Figura 1 apresenta a influência da densidade de corrente aplicada na remoção da cor em valores de pH de 1, 4.5 e 8, respectivamente, durante a oxidação eletroquímica do efluente sintético contendo o vermelho de remazol 190 mg L-1. Como pode ser observado, uma considerável remoção da cor foi atingida em todos os casos, independentemente da densidade de corrente aplicada e do pH, embora um aumento da velocidade de eliminação é observado, quando os valores de densidade de corrente aplicada são aumentados. A Tabela 1 apresenta o consumo de energia necessário para descolorir a solução no período de 1 hora em diferentes condições. Como pode ser observado, durante a eletrólise do efluente residual sintético contendo 190 mg L-1 do corante vermelho de remazol, o consumo de energia mostra-se proporcional à densidade de corrente aplicada. Por exemplo, em pH = 1, aumenta de 8,32 para 56,16 kWh por volume de efluente tratado (m3), quando a densidade de corrente passa de 20 para 60 mA cm-2. Finalmente, levando em consideração o custo de energia elétrica em cerca de R$ 0,3999 (moeda brasileira, real) por kW h (Agência Nacional de Energia Elétrica, Brasil), as despesas do processo eletroquímico foram estimadas e indicadas na Tabela abaixo, a fim de mostrar a viabilidade deste processo como uma alternativa verde.

Influência da densidade de corrente na remoção de cor em função do tempo sob condições ácidas e básicas.


Consumo energético calculado, por (m3) de efluente durante 1 hora de tratamento eletroxidativo.

Conclusões

Neste trabalho, analisou-se a atividade do ânodo de Ti/Pt em soluções de vermelho de remazol. A remoção parcial da cor foi obtida em todos os casos estudados de pH e densidade de corrente. O consumo energético permitiu avaliar a aplicabilidade do processo eletroquímico, apresentando valores bastante aceitáveis, os quais permitiram estimar o custo do tratamento eletroquímico. O tratamento de adsorção após a eletroxidação mostrou uma redução nos espectros de absorção na região UV-vis mostrando que foi eficiente para remover ainda mais a cor da solução nos diferentes valores de pH estudados.

Agradecimentos

A CAPES pelo auxílio financeiro e a PETROBRÁS pelo financiamento dos equipamentos.

Referências

FORGACS, E., CSERHÁTI, T., OROS, G. Removal of synthetic dyes from wastewaters: A review, Environment International, v. 30, n. 7, p. 953-971, 2004.

GUARATINI, C. C. I., ZANONI, M. V. B.Corantes Têxteis. Química Nova. v. 23, n. 1, p. 71-78, 2000.

HAO, O. J.; KIM, H.; CHIANG, P. C. Decolorization of wasterwater. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. v. 30, p. 449-505, 2000.

MARTÍNEZ HUITLE, C. A; BRILLAS, E. Decontamination of wastewaters containing
synthetic organic dyes by electrochemical methods: A general review. Applied Catalysis B: Environmental, v. 87, n. 3-4, p. 105-145, 2009.