ÁREA: TCC - Trabalho de Conclusão de Curso
TÍTULO: ESTUDO DO TRATAMENTO DE EFLUENTES COM COR UTILIZANDO FERRO METÁLICO
AUTORES: WEBER, VANUSA (UTFPR)
RESUMO: O objetivo do trabalho foi estudar alternativas de degradação de azo-corantes e
efluentes têxteis, adotando processos redutivos fundados na utilização de ferro zero.
Por meio de um processo contínuo, utilizou-se limalha de ferro disposta em um tubo de
vidro onde passava uma solução contendo azul de metileno e peróxido de hidrogênio.
Foram avaliadas as melhores condições, de forma a encontrar fluxo ideal de 5 mL/min,
concentrações de peróxido de hidrogênio equivalentes a 0,5 mg/L, pH 2,5, tempo de
retenção no processo de 5,2 minutos, acarretando um tempo de vida do processo de 108
dias. O processo removeu satisfatoriamente a cor das soluções. Além disso, fez-se a
análise do ferro residual presente, adequando-o a legislação, que permite uma
concentração máxima de 0,3 mg/L de ferro.
PALAVRAS CHAVES: processo fenton, limalha de ferro, azul de metileno.
INTRODUÇÃO: O uso doméstico, bem como as atividades industriais, especialmente as oriundas dos
países desenvolvidos, geram elevadas quantidades de resíduos e efluentes que são,
muitas vezes, dispostos diretamente em cursos naturais, impactando diretamente o meio
ambiente (BRITTO; RANGEL, 2008).
Poluentes coloridos nas indústrias são cada vez mais uma emergente fonte de
contaminação ambiental principalmente no que diz respeito ao elevado impacto
associado aos resíduos líquidos produzidos em operações de tingimento (CARVALHO;
LANGE; SIMÕES, 2003).
Com a necessidade de desenvolvimento de novos processos de tratamento de efluentes,
que garantam um baixo nível de contaminantes, faz-se cada vez mais necessário,
estudos acerca dos processos de tratamento comumente utilizados industrialmente.
Os processos oxidativos avançados (POA) são os mais eficientes quando se trata da
destruição de compostos tóxicos, uma vez que promovem a oxidação dos contaminantes os
quais se baseiam na formação de radicais hidroxilas (•OH), que são agentes altamente
oxidantes. Dentre os processos oxidativos, um sistema que tem merecido especial
atenção é o denominado processo Fenton, nesta abordagem alternativa, o ferro de
valência zero surge como uma ferramenta promissora para a remediação destas
importantes classes de resíduos poluentes (CARVALHO; LANGE; SIMÕES, 2003).
Estudos sobre a utilização do Ferro metálico para o tratamento de efluentes estão se
tornando cada mais difundidos ao passo que o uso do mesmo pode tornar o tratamento de
água mais eficiente e barato. O ferro utilizado pode ser oriundo de resíduos de
metalúrgicas, acarretando desta forma, dupla contribuição para a redução do impacto
ambiental.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS: Para a realização dos experimentos, foram utilizados os seguintes
materiais: Limalha de ferro;Peróxido de hidrogênio- 34%;Ácido clorídrico;Azul de
Metileno; Hidróxido de sódio; Tiocianato de potássio.
MÉTODOS:
Descrição do processo: Para a realização do processo, utilizou-se um tubo de vidro
com 2,1 cm de diâmetro e 10,0 cm de altura. O tubo foi preenchido com limalha de
ferro. Neste tubo foi adicionado o efluente e posteriormente avaliado a degradação do
azul de metileno por meio de espectrofotometria. O Fluxo, ascendente, foi regulado
por meio de uma bomba peristáltica. Foram realizados teste para análise das melhores
variáveis.
Efeito do pH: Foram realizadas análises com pH’s variando entre 1,5; 2,5; 3,5; 4,5;
5,0 e 7,0 para a escolha das melhores condições.
Efeito do Fluxo: Foram realizados experimentos observando as melhores condições,
quanto à, por exemplo, utilização de 5mL/min, posteriormente 10mL/min, e 20 mL/min
para a busca dos melhores resultados.
Concentração de peróxido de hidrogênio: Dispo-se de peróxido de hidrogênio a 34%. O
mesmo foi adicionado à solução anteriormente à sua disposição na coluna. Foram
realizados experimentos variando a quantidade de H2O2 em 23mg/L, 11,6 mg/L e 5,8 mg/L
de peróxido, respectivamente.
Determinação da degradação do corante: Foi realizada por meio de espectofotômetro UV-
VIS, efetuando sua curv de calibração com Azul de Metileno a 10mg/L.
Analise de ferro: Foi realizada por meio da metodologia Tiocianato e Potássio.
Construindo desta forma, uma curva de calibração, e fazendo as análises por meio de
espectrofotometria. Do ferro antes e após precipitação.
Remoção de ferro: Foi realizada através da elevação de pH 13, precipitando-o por meio
de uma centrífuga. Foram coletados os sobrenadantes e analisados.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O sistema é ilustrado na figura 1.
Determinação do Azul de Metileno: Para a realização dos testes, utilizou-se uma
solução de Azul de Metileno (20mg.L-1). Por meio de espectrofotômetro, bem como dados
bibliográficos, utilizou-se o comprimento de onda de 665 nm para as análises. As
curvas de calibração empregadas na quantificação do azul de metileno foram
engendradas por meio de soluções padrão de azul de metileno nas concentrações de 1,0,
2,0, 3,0, 4,0 e 5,0 mg.L-1.
Influência do pH: Por meio dos experimentos, observou-se que em pH 2,5 ocorre o
máximo de degradação (97,2%). As análises foram realizadas em fluxo de 5mL/min e
peróxido de hidrogênio a 1mL/L-1.
Influência na concentração de Peróxido de hidrogênio: os testes, foram adicionadas
diferentes concentrações de peróxido a 34%, respectivamente 0,5; 1,0 e 2,0mL/L, e
variados os fluxos, entre 5mL/min e 20mL/min, para avaliar os melhores resultados.Os
melhores resultados foram encontrados em 0,5mL/L, apresentando teor de ferro residual
de 2,8mg/L. Os valores encontraram-se em torno de 97 % de degradação nos
fluxos de 5mL/min e em torno de 88% no fluxo de 20mL/min, apresentando-se desta
forma, resultados positivos quanto à degradação.
Fluxo: Por meio dos experimentos realizados, observou-se que o fluxo de 5mL/min
apresenta uma maior eficiência de degradação em relação aos demais (97,2%).
Análise de ferro: A legislação determina uma concentração de ferro residual de 0,3
mg/L. Observou-se por meio das análises, uma alta concentração de ferro
residual,efetuando sua precipitação. A Figura 2 apresenta: Tubo 1 Solução de azul de
metileno a 20ppm. Tubo 2 Solução após sua passagem pelo processo. Tubo 3 Solução com
pH ajustado e ferro precipitado. Tubo 4 Solução com pH corrigido. Esta última,
padronizada.
CONCLUSÕES: Observou-se que processos redutivos apresentam uma grande eficiência na degradação do
corante Azul de Metileno. Atestando a limalha de ferro como fonte de ferro metálico,
passível de sua utilização em processos redutivos de degradação. A quantidade de ferro
residual apresentou-se abaixo dos padrões estabelecidos pela legislação (CONAMA, 2005).
O processo apresentou melhor eficiência em pH 2,5, fluxo contínuo de 5mL/min e
quantidade de peróxido de hidrogênio equivalente a 0,5 mL por litro de solução do
corante. Apresentou um tempo de retenção viável- 5,2 minutos e tempo de vida de 108
dias.
AGRADECIMENTOS: Aos docentes e dicentes da UTFPR.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BRASIL, CONAMA de 17 de Março de 2005
BRITTO, Jaildes M.; RANGEL, Maria do C. PROCESSOS AVANÇADOS DE OXIDAÇÃO DE COMPOSTOS FENÓLICOS EM EFLUENTES INDUSTRIAIS. Quim. Nova, Vol. 31, No. 1, 114-122, 2008.
CARVALHO, José M. de S.; LANGE, Liséte C.; SIMÕES, Gustavo F. UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS DE FERRO FUNDIDO MODIFICADO NA RETENÇÃO DE METAIS PESADOS PRESENTES EM EFLUENTES LÍQUIDOS INDUSTRIAIS. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - Escola de Engenharia da UFMG. Belo Horizonte – MG –Brasil; 2003.
CARVALHO, Thiago José; FERNANDES VIEIRA, Fernando; OLIVEIRA DE FARIAS, Daniel. APLICAÇÃO DOS PROCESSOS FENTON NO TRATAMENTO DE EFLUENTES DE INDÚSTRIA TÊXTIL. Universidade Estadual da Paraíba – UEPB; Quim. Nova, Vol. 30, No. 2, 400-408, 2007.
LIMA DE SOUZA, Claudio; PERALTA, Patrício. DEGRADAÇÃO REDUTIVA DE AZO-CORANTES UTILIZANDO-SE FERRO METÁLICO. Revista Engenharia Sanitária e Ambiental; Vol.11 - Nº 1- jan/mar 2006, 16-20.
