Tratamento de efluentes têxteis por processos adsortivos visando o reúso da água

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014.A indústria têxtil é conhecida por utilizar grandes quantidades de água e produtos químicos. Seus principais efluentes são compostos por corantes da etapa de tingimento. O tratamento convencional de efluentes líquidos na indústria têxtil gera o acúmulo de lodo, tornando-se um problema no setor quanto ao descarte em aterros industriais. Por isso, novas alternativas têm sido estudadas e, dentre elas, a adsorção tem mostrado bons resultados. O carvão comercial possui boas características, porém custo elevado. Por conta disso, vários estudos relatam a remoção de corantes têxteis pelo uso de adsorventes alternativos oriundos de lodo industrial. Neste trabalho aplicaram-se técnicas para a obtenção de adsorventes provenientes de uma mistura de lodo físico-químico e biológico cuja preparação envolveu o tratamento térmico por pirólise e a ativação por tratamento químico com H2SO4 ou H3CCOOH, conforme procedimentos de estudos anteriores, Patente INPI Â RJ PI 0703.182-3, 2007. Os adsorventes foram caracterizados por ponto de carga zero (pH(pcz)), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), área superficial BET, análises físico-químicas e elementar. Realizou-se um ensaio preliminar para determinar qual modificação química gerou melhor adsorvente. Nos ensaios de cinética e de equilíbrio foram avaliados o comportamento da adsorção frente a mudanças de temperatura e concentração de NaCl ou Na2SO4 e os testes de reutilização de água residual avaliaram a eficácia do tratamento por adsorção. A caracterização indicou que os adsorventes produzidos possuem estrutura similar, porém composição distinta. A ativação com H2SO4 produziu o adsorvente com maior capacidade de adsorção dentro das condições do estudo. Os testes de cinética e de equilíbrio indicaram que a presença de NaCl aumentou a influência da temperatura e a capacidade do adsorvente, enquanto para o Na2SO4 verificou-se o efeito contrário. O tingimento com água reutilizada, tratada pelos adsorventes produzidos, mostrou expressivas diferenças de cor quando o NaCl foi usado. Contudo, para o caso do Na2SO4, verificou-se que as amostras ficaram similares em relação à referência.Abstract : The textile industry is known to use large amounts of water and chemicals. Its main effluents are composed of dyes from the dyeing process. The conventional waste treatment in textile industry results in sludge accumulation which is a problem for its disposal in landfills. Therefore, new alternatives have been studied and amongst them, adsorption has shown good results. Activated carbon possesses good properties but unfortunately, it's a relatively expensive option. Because of this, several studies have reported the use of alternative adsorbents, obtained from industrial sludge, for the removal of textile dyes. In this work, two techniques were applied for obtaining adsorbents from a mixture of physicochemical and biological sludge, involving the preparation by heat treatment and chemical treatment with H2SO4 or H3CCOOH solution, as described in previous studies, patent: INPI - RJ PI 0703.182-3 2007. The adsorbents were characterized by point of zero charge (pH(pzc)), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), BET surface area, physicochemical and elemental analyses. A preliminary experiment was conducted to determine which chemical modification would produce the better adsorbent. Kinetic and equilibrium tests were carried out to evaluate the adsorption behavior under different conditions of temperature and NaCl or Na2SO4 concentrations. Wastewater reuse dyeing tests were conducted to evaluate the efficacy of the adsorption treatment. The characterization results indicated that the adsorbents have similar structures, but different compositions. H2SO4 chemical activation produced a higher adsorption capacity adsorbent. Kinetics and equilibrium tests indicated that the NaCl presence increased the temperature influence and the adsorption capacity while for Na2SO4, it had the opposite effect. Water reuse dyeing tests by adsorption showed significant color differences when NaCl was used. However, when Na2SO4 was used, the samples were similar to the reference