Pós-tratamento de efluente têxtil por processo oxidativo avançado utilizando reator fotocatalítico com concentrador parabólico composto

CNPq No processo produtivo das indústrias têxteis as etapas de lavagem e tingimento dos tecidos consomem bastante água e geram efluentes com grande variedade na sua composição, complexidade química e de difícil degradação, os quais apresentam resistência aos tratamentos convencionais. Os processos oxidativos avançados (POA) se destacam devido a sua capacidade de degradar esses compostos recalcitrantes com eficácia. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo promover o pós-tratamento do efluente têxtil da lavanderia situada em Caruaru-PE através do POA foto-Fenton/UV-A em um reator fotocatalítico com concentrador parabólico composto (CPC), constituído por tubulações de lâmpadas fluorescentes reutilizadas e bomba peristáltica, o sistema foi operando em batelada e com recirculação. Inicialmente caracterizou-se a água utilizada na indústria e três tipos de efluentes coletados em diferentes etapas da estação de tratamento de efluentes (ETE) da lavanderia, denominados efluentes bruto, de descarte e de reuso; apresentando a cor aparente igual a 7 uH, 578 uH, 310 uH e 200 uH, respectivamente, a turbidez igual a 3,83 NTU, 258,0 NTU, 90,8 NTU e 46,9 NTU, respectivamente; e demanda química de oxigênio (DQO) igual a 42,5 mg.L⁻¹, 1.151,6 mg.L⁻¹, 623,0 mg.L⁻¹ e 378,4 mg.L⁻¹, respectivamente. Fez-se um estudo para o tratamento dos efluentes a partir do planejamento fatorial 2² completo com ponto central para determinar as melhores [Fe²⁺] e [H₂O₂] na reação no POA foto-Fenton utilizando radiação UV-A e obteve-se a melhor redução de cor, turbidez e DQO nos maiores níveis de estudo, que foram eles: [Fe²⁺] igual a 15 mg.L⁻¹ e [H₂O₂] igual a 0,144 mol.L⁻¹, 0,078 mol.L⁻¹ e 0,047 mol.L⁻¹ para os efluentes bruto, de descarte e de reuso, respectivamente. A partir dessa etapa foi estudado apenas o efluente de descarte, já que se teve como intuito tratar o efluente de descarte para aumentar a porcentagem de reuso de água na lavanderia. Em seguida, fez-se o teste de toxicidade utilizando sementes de alface e se observou que o efluente tratado não apresentou efeito de toxicidade, uma vez que o valor do índice de crescimento relativo (ICR) ficou entre 0,8 e 1,2. Também foi realizado um estudo para determinar a melhor vazão de operação do sistema proposto, notando-se que as reduções de turbidez, cor e DQO ocorreram na maior vazão (0,84 L.min⁻¹) analisada, as quais foram de 61%, 45% e 70%. Por fim, foi realizado o pós-tratamento do efluente de descarte no reator fotocatalítico nas melhores condições determinadas, com pH entre 3 e 4, a temperatura e pressão constantes, por um período de 8h, comparando-se os resultados com os valores iniciais do efluente bruto, obtiveram-se como respostas a redução da turbidez, da cor e da DQO iguais a 93%, 77% e 91%, respectivamente, podendo-se afirmar que a degradação do efluente têxtil melhorou consideravelmente em relação ao tratamento da lavanderia, apresentando uma proposta viável para o aumento da porcentagem de água reutilizada na lavanderia, afim de diminuir custos e contribuir para a sustentabilidade da região. In the production process of the textile industries, the washing and dyeing stages of the industry consume a lot of water and generate effluents with a great variety in their composition, chemical complexity and difficult degradation, which are resistant to conventional treatments. Advanced oxidative processes (AOP) stand out due to their ability to effectively degrade these recalcitrant compounds. Thus, the present work aimed to promote the post-treatment of the textile effluent from the laundry located in Caruaru-PE through the AOP photo-Fenton/UV-A in a photocatalytic reactor with compound parabolic concentrator (CPC), consisting of reused fluorescent lamps and peristaltic pump, the system was operated in batch and with recirculation. Initially, it was characterized the water used in the industry and three types of effluents collected in different stages of the laundry effluent treatment station (ETS), called raw, waste and reuse effluents; showing the apparent color equal to 7 uH, 578 uH, 310 uH and 200 uH, respectively, the turbidity equal to 3.83 NTU, 258.0 NTU, 90.8 NTU and 46.9 NTU, respectively; and chemical demand for oxygen (COD) equal to 42.5 mg.L⁻¹, 1,151.6 mg.L⁻¹, 623.0 mg.L⁻¹ and 378.4 mg.L⁻¹, respectively. A study was carried out for the treatment of effluents from the 2² factorial design complete with central point to determine the best [Fe²⁺] and [H₂O₂] in the reaction in the photo-Fenton AOP using UV-A radiation and the best reduction was obtained of color, turbidity and COD in the highest study levels, which were: [Fe²⁺] equal to 15 mg.L⁻¹ and [H₂O₂] equal to 0.144 mol.L⁻¹, 0.078 mol.L⁻¹ and 0.047 mol.L⁻¹ for raw, waste and reuse effluents, respectively. From this stage, only the wastewater was studied, since it was intended to treat the wastewater to increase the percentage of water reuse in the laundry. Then, the toxicity test was performed using lettuce seeds and it was observed that the treated effluent had no toxicity effect, since the value of the relative growth index (RGI) was between 0.8 and 1.2. A study was also carried out to determine the best operating flow of the proposed system, noting that the reductions in turbidity, color and COD occurred in the highest flow (0.84 L.min⁻¹) analyzed, which were 61%, 45% and 70%. Finally, the post-treatment of the discharge effluent in the photocatalytic reactor was carried out under the best conditions determined, with pH between 3 and 4, at constant temperature and pressure, for a period of 8 hours, comparing the results with the initial values of the responses to the reduction of turbidity, color and COD equal to 93%, 77% and 91%, respectively, can be said presenting a viable proposal for increasing the percentage of water reused in the laundry, in order to reduce costs and contribute to the sustainability of the region.