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Avaliação do tratamento de efluente têxtil integrado com drenagem ácida de minas pelo processo foto-Fenton

Resumo

O carreamento para corpos hídricos de efluentes ácidos contendo compostos oxidados de ferro e enxofre, oriundos da mineração de carvão, constitui a drenagem ácida de minas (DAM) que leva à degradação da qualidade da água. Trabalhos recentes mostram possibilidades no tratamento conjunto de DAM com outros efluentes, devido à capacidade coagulante da mistura. O objetivo deste trabalho foi avaliar o tratamento integrado de DAM e efluente têxtil seguido por processo oxidativo avançado foto-Fenton, utilizando o próprio ferro presente na DAM para o processo de oxidação. Verificou-se que a proporção de mistura em que houve efeito de coagulação foi de 13:7 (650 mL de DAM e 350 mL de efluente têxtil). O processo conjugado obteve eficiências de remoção de 99% para cor, 99% para turbidez, 91% para carbono orgânico dissolvido (COD), 95% para compostos aromáticos, 99% para sólidos totais e 83% para sólidos suspensos, mostrando ser efetivo no tratamento do efluente da indústria têxtil.

Introdução

A indústria têxtil representa um setor de importância na economia catarinense e nacional. A produção têxtil em Santa Catarina representa quase 19% da produção industrial no estado, representando 21% do setor têxtil nacional e empregando mais de 170 mil trabalhadores (SINDIVEST, 2012). Destacam-se em nível estadual as regiões do Vale do Itajaí, Norte e Sul catarinense. A produção têxtil apresenta desafios à gestão ambiental, especialmente no que concerne aos seus efluentes, que apresentam cor elevada devido ao processo de tingimento e compostos tóxicos ao homem e ao meio ambiente (NAGELHASSEMER et al., 2012). Segundo Baêta (2012), “estes efluentes caracterizam-se por possuir uma variação de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO), e por elevada presença de cor e sólidos totais, sendo que a grande maioria dos sólidos referese aos sólidos dissolvidos”. A complexidade do efluente têxtil é em grande parte devida à alta variedade de corantes e pigmentos usados no processo de tingimento que, segundo Kunz et al. (2002), chegam a 10.000 diferentes compostos, representando um consumo anual de 26.500 toneladas no Brasil. Diversos métodos têm sido usados no tratamento de efluentes têxteis, tais como a floculação físico-química com auxílio de polímeros, carvão ativado e ozonização; entretanto, as moléculas de corantes apresentam tamanho significativamente inferior às demais moléculas inorgânicas, dificultando sua remoção (BUTHELEZI, 2012). O tratamento de efluente têxtil por processos oxidativos avançados (POA) Fenton, foto-Fenton e UV/H2O2 tem se mostrado promissor na remoção de cor e carbono orgânico total (KANG, 2002; NAGEL-HASSEMER, 2006; KOS, 2010).
 
Assim como a atividade têxtil, a mineração de carvão é uma atividade de grande relevância na economia do estado de Santa Catarina, especialmente no sudeste do mesmo, tendo como finalidade principalmente a geração de energia elétrica (25% do total catarinense). O chamado Distrito Carbonífero envolve as bacias hidrográficas dos rios Araranguá, Tubarão e Urussanga, abrangendo os municípios de Orleans, Lauro Müller, Criciúma, Siderópolis, Treviso, Urussanga, Forquilhinha, Içara, Balneário Rincão, Nova Veneza, Morro da Fumaça, Cocal do Sul e Araranguá (NASCIMENTO et al., 2002). O processo de extração e beneficiamento de carvão gera resíduos formados pelas camadas retiradas do solo e por compostos de ferro e enxofre, como a pirita, os siltitos e os folhelhos, presentes nas impurezas retiradas do material. A exposição desses rejeitos ao ar e à chuva promove a oxidação dos minerais ali presentes, que são carregados pela água, atingindo o lençol freático, os rios e os lagos, promovendo o assoreamento dos corpos hídricos e a sua contaminação pelos rejeitos da atividade mineradora (NÚÑEZ-GÓMEZ et al., 2016). Esse efluente, conhecido por “drenagem ácida de minas” (DAM), provoca a acidificação da água e a solubilização de metais pesados presentes em sedimentos, causando impactos negativos à fauna e à flora aquáticas e diminuindo drasticamente a qualidade da água, incluindo efeitos de toxicidade (JENNINGS et al., 2008; SARMIENTO et al., 2016). A DAM pode levar à destruição de ecossistemas e impedir o reúso da água para irrigação ou mesmo para fins não potáveis ou industriais, por conter compostos tóxicos e recalcitrantes em grandes concentrações. A gestão ambiental das minas envolve a drenagem da área de trabalho, evitando que a água contaminada percole pelo solo; entretanto, o controle total é difícil devido não apenas às atividades atuais realizadas nas minas, mas também ao passivo ambiental acumulado. A recuperação de corpos hídricos contaminados pela drenagem ácida de minas é lenta e complexa devido à presença de substâncias recalcitrantes, ou seja, compostos de difícil biodegradação, o que acaba sendo uma barreira para a reutilização dessas águas (EPA, 2003).
Essa complexidade vê-se aumentada quando considerado seu controle espacial e intercepção, uma vez que a DAM e/ou os corpos hídricos impactados por ela podem percorrer grandes extensões, gerando importantes impactos ambientais e sociais em áreas e regiões “não mineradoras” distantes do foco gerador (NÚÑEZ-GÓMEZ et al., 2016).
A grande concentração de ferro na DAM tem motivado pesquisas que visam a aproveitar o potencial coagulante/oxidativo dessas águas em tratamento conjugado com outros tipos de efluentes, como o esgoto sanitário, lixiviado de aterro sanitário e efluentes industriais. Enquanto o alto pH desses efluentes industriais elevaria o pH da mistura, atingindo valores próximos à neutralidade, a DAM possibilitaria a precipitação de poluentes presentes nos efluentes e a sua desinfecção. O ferro presente na DAM e seu baixo pH também podem servir como insumos para a Reação de Fenton, processo em que o íon ferroso promove a formação do radical hidroxila a partir da reação com peróxido de hidrogênio, promovendo a coagulação/oxidação dos poluentes.
Trabalhos realizados na área de tratamento integrado de DAM e outros efluentes são apresentados na Fig. 1.
(…)
Autores: Greice Wolkan; Dámaris Núñez-Gómez; Maria Angeles Lobo-Recio; Flávio Rubens Lapolli e Maria Eliza Nagel Hassemer.
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