Resumo

O presente trabalho avaliou a otimização do processo de eletrocoagulação através do método estatístico delineamento composto central rotacional (DCCR) aplicado em efluente têxtil sintético, a fim de se investigar o efeito da intensidade de corrente e do pH com relação à remoção dos corantes. A indústria têxtil se caracteriza pelo alto consumo de água e, consequentemente, pelos expressivos volumes de efluentes gerados. Os efluentes líquidos provenientes da indústria têxtil podem causar danos aos corpos receptores, representando um fator de risco sério à saúde, por apresentarem substâncias potencialmente tóxicas como os corantes. Em geral, o tratamento convencional destes efluentes não degrada/remove totalmente seus poluentes. Neste contexto, a eletrocoagulação foi investigada com o intuito de otimizar os parâmetros operacionais para remoção dos corantes Levafix Brilliant Red e Remazol Preto B 133%. Os resultados do processo de eletrocoagulação revelaram o potencial da aplicação do processo com valores de intensidade de corrente de 33A e pH inicial de 3, atingindo uma remoção de cor na ordem de 85%. O tempo de eletrólise estabelecido em 30 minutos contribuiu para a efetividade do processo no tratamento do efluente têxtil sintético e demostrou capacidade para aplicação em efluentes em escala real.

Introdução

As indústrias têxteis representam uma parcela de grande importância na economia brasileira, ocupando lugar de destaque na economia nacional. Forte gerador de empregos e grande volume de produção e exportação, o valor da produção da cadeia têxtil em 2017 foi cerca de R$45 bilhões (ABIT, 2018). No entanto, o setor têxtil é um dos maiores consumidores de água, atingindo volumes entre 200 e 400 litros por quilograma de tecido acabado. Consequentemente, estas indústrias geram grandes volumes de efluentes, os quais, quando não corretamente tratados, podem causar sérios problemas de contaminação ambiental (HOLKAR et al., 2016).

O efluente têxtil é caracterizado por ser altamente colorido devido à presença de resíduos de corantes que não se fixam nas fibras durante o processo de tingimento. Estes efluentes podem apresentar alta complexidade e variabilidade de acordo com o tipo de atividade e processo industrial. Em geral, cerca de 90% dos produtos químicos utilizados no beneficiamento têxtil são eliminados após cumprirem seus objetivos e 20% dos corantes não são fixados à fibra durante o processo de tingimento (CARDOSO, 2012). Com o elevado consumo de água, o baixo aproveitamento dos insumos e a geração de efluentes com elevada carga orgânica, essa atividade se tornou um potencial poluidor do meio ambiente (KARTHIKEYAN et al., 2017).

Efeitos deletérios causados pelos corantes e seus insumos provocam poluição visual, alterações em ciclos biológicos, afetando principalmente processos de fotossíntese, penetração da radiação solar e, consequentemente, a solubilidade dos gases. Sua descarga nos corpos receptores potencializa os riscos à saúde das pessoas, os quais estão associados à entrada de componentes tóxicos nas cadeias alimentares de animais e seres humanos, podendo ser carcinogênicos e/ou mutagênicos (KUMAR et al., 2017).

Os processos convencionais de tratamento de efluentes, em geral, não são capazes de degradar/remover as estruturas moleculares complexas dos corantes, principalmente os corantes reativos, devido à sua estabilidade e difícil biodegradabilidade. Dependendo do processo utilizado, o seu tratamento pode gerar subprodutos mais nocivos do que o poluente original, entre outros inconvenientes como a geração de grandes quantidades de lodos contaminados. Devido a estas implicações ambientais, novas tecnologias têm sido buscadas para a degradação ou imobilização destes compostos, além da adequação dos efluentes tratados perante a legislação para lançamento no corpo receptor e reuso da água na própria indústria.

Dentre as novas tecnologias para o tratamento de efluentes, destaca-se a utilização da eletrocoagulação. Atualmente essa técnica é considerada versátil, de fácil operação e sem custos com reagentes químicos, sendo ambientalmente benigna (SEIFROTOVÁ et al., 2009; HOLKAR et al., 2016; SONG et al., 2017). A eletrocoagulação consiste em reações de oxidação, com a dissolução de ferro (Fe) ou alumínio (Al) anódicos e consequente produção de hidróxidos metálicos gelatinosos (pela hidrólise da água no cátodo) que desestabilizam e agregam as partículas, promovendo a adsorção dos contaminantes dissolvidos e a sua precipitação (MELO et al., 2008; SILVA et al., 2015; QI; YOU; REN, 2017). A técnica é baseada no processo de oxirredução gerado por uma corrente elétrica contínua, que promove a formação de flocos e consequentemente a geração de um efluente com elevada qualidade (CHEN, 2004; SEIFROTOVÁ et al., 2009).

Contudo, a eletrocoagulação é um processo complexo, que envolve fenômenos físicos, químicos e mecanismos que operam simultaneamente para remoção dos poluentes. Para liberar o agente coagulante que ajuda na formação dos flocos, uma diferença de potencial elétrica é aplicada nos eletrodos, para formação de complexos monoméricos e/ou poliméricos de hidróxidos metálicos (dependente do pH), que são responsáveis pela formação dos flocos (BENSADOK et al., 2007; GOLDER, et al., 2011). Portanto, a eficiência do processo da eletrocoagulação está diretamente relacionada à otimização do pH e da intensidade de corrente elétrica aplicada. Estes dois parâmetros determinam a efetividade do processo na remoção de poluentes e seus custos operacionais (GIORDANO; FILHO, 2000; GARCIA et al., 2015).

De acordo com MOLLAH et al. (2001), esses parâmetros operacionais são importantes na eletrocoagulação, afetando não apenas o tempo de resposta do processo, mas também influenciando fortemente o modo dominante de separação e remoção de poluentes. O efeito do pH é importante no processo, pois a máxima eficiência de remoção de poluentes ocorre no pH ótimo para determinado efluente, podendo variar dependendo das suas características (CAÑIZARES et al., 2005; KHANDEGAR; SAROHA, 2013). O mesmo acontece com a intensidade de corrente, responsável pela quantidade de coagulante liberada, e pelo tamanho e crescimento dos flocos no processo (HAKIZIMANA et al., 2017).

Devido às limitações de remoção da cor presente em efluentes têxteis via processos de tratamento convencionais, o
processo de eletrocoagulação apresenta-se como uma excelente técnica, pois controlando a intensidade de corrente e
o pH, consegue-se gerar o coagulante in situ e na quantidade mínima que leva á máxima eficiência de remoção.

Autor: Fabíola Tomassoni; Elisângela Edila Schneider; Cristiane Lisboa Giroletti; Flávio Rubens Lapolli; e Maria Eliza Nagel Hassemer.