Aplicação de processo oxidativos avançados em diferentes reatores no tratamento de efluente contaminado com corante Remazol Preto B com otimização e análise de custos

Abstract

A reutilização de águas residuárias em todos os setores vem se tornando cada vez mais crucial na manutenção da água e do equilíbrio ambiental. Com esse intuito, nesse trabalho foi proposto o estudo de tratamento de efluente contaminado com corante têxtil, onde ocorre grande consumo de água, sendo que cerca de 100 litros são gastos para cada peça de confecção e em torno de 10% do corante é perdido durante o processo industrial. Nesse trabalho foram utilizados para tratamento de efluente contaminado com corante remazol preto B (RB5) cinco tipos de reatores utilizando processos oxidativos avançados (POA): reator PTC (Parabolic-Trough Concentrators) com lâmpada de luz negra com técnica foto-Fenton, reator PTC com radiação solar utilizando técnica foto-Fenton, reator anular com técnica foto-Fenton, reator cilíndrico utilizando fotocatálise (ar/TiO2/UV) e reator tubular com fotocatálise (O3/TiO2/UV). Os reatores e processos testados nesse trabalho mostraram-se eficiente na conversão de carbônico orgânico total (COT) e degradação do corante RB5. Para o reator PTC com lâmpada de luz negra foi obtido 90% de conversão de COT com total degradação do corante RB5 para uma proporção molar otimizada de [𝐻2𝑂2]𝑜:[𝐹𝑒2+]𝑜:[𝑅𝐵5]𝑜 igual a 150:25:1 em 90 minutos de operação, apresentando leve fitotoxicidade, sendo que no tratamento do efluente real foi obtido 74% de conversão de COT com praticamente degradação total do corante RB5. Para o reator PTC solar houve 92% de conversão de COT e degradação total de corante RB5, sendo otimizada em uma proporção molar [𝐻2𝑂2]𝑜:[𝐹𝑒2+]𝑜:[𝑅𝐵5]𝑜 igual a 113:17:1 em 80 minutos de operação. No reator anular foi atingindo conversão de 82% de COT e degradação total do corante RB5 otimizada com a razão molar de [𝐻2𝑂2]𝑜:[𝐹𝑒2+]𝑜:[𝑅𝐵5]𝑜 igual a 140:36:1 com 90 minutos de reação. No reator cilíndrico 63% de conversão de COT com degradação total do corante RB5 sendo as condições ótimas encontradas com dispersão de catalisador (TiO2) igual a 2 g L-1 e pH igual a 6, obtendo uma razão Corante/ Catalisador de 12,5 mg de RB5/g de TiO2 em 120 minutos de operação. No reator tubular com 65% de conversão de COT e degradação total do corante RB5 nas condições de 0,5 g L-1 de TiO2 em pH 8 com a geração de ozônio no sistema igual a 13,5 mgO3 L-1 em 60 minutos de operação. Foi obtido o custo (US$) de tratamento por volume de efluente, para o reator PTC com lâmpada de luz negra o custo foi estimado em $6,41/m3, para o reator PTC solar o custo é de US$3,21/m3, para o reator anular igual a $9,44/m3, para o reator cilíndrico foi de $17,85/m3 e para o reator tubular foi igual a $47,50/m3.