Desenvolvimento de um fotorreator estruturado de folhas de latão para degradação do corante RB5 e da água residual de uma indústria têxtil

Abstract

A água é um dos principais insumos das indústrias têxteis nas etapas de lavagem e tingimento das peças de tecido, como consequência, geram efluentes com uma composição complexa, com a presença de vários compostos orgânicos e inorgânicos de difícil tratamento. Muitos destes efluentes apresentam resistência aos tratamentos convencionais, causando transtornos ao ecossistema. Os processos oxidativos avançados (POA) têm ganhado destaque ao longo dos anos para sanar este tipo de problema, tendo como caracteristica sua eficiência em degradar estes compostos recalcitrantes. Diante do exposto, o presente trabalho está embasado no desenvolvimento de um novo design de reator fotocatalítico para uso de fotocatálise heterogênea na degradação de compostos provenientes de indústrias têxtis. O fotorreator proposto tem sua abordagem principal na utilização de placas de latão como precursor fotocatalítico sob a influência de fonte de radiação artificial e solar. Basicamente, dois tipos de fotocatalisadores foram testados no fotorreator: placas de latão tratadas termicamente e nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) depositadas nestas placas. Para avaliar o desempenho do fotorreator, e consequentemente, dos fotocatalisadores, foi estudada a fotodegradação de modelo sintético a base do corante Reactive Black 5 (SA-RB5) em solução aquosa, bem como, efluente real bruto (ERb), tratado (ERt) da estação de tratamento de efluente da lavanderia (ETE) e efluente real tratado da lavanderia dopado com corante RB5 (ERtD-RB5). As técnicas de DRX e MEV-EDS comprovaram a presença e formação de nanofios de ZnO nas placas de latão após tratamento térmico, enquanto que, a técnica de DRS estimou um band gap do semicondutor em torno de 2,95 eV. Num estudo preliminar, através de um planejamento 2² com ponto central, os valores das fotodegradações do SA-RB5 variaram entre 49 e 72%. Para o efluente ERt foi obtidauma redução na DQO de 35% usando radiação solar. Já para o efluente ERtD-RB5 foi obtida uma fotodegração de 62%. Desta forma, o tratamento utilizado mostrou bom resultado como um polimento aos tratamentos convencionais utilizados nas indústrias têxteis. Os testes de toxicidade descataram a presença de intermediários tóxicos após as fotorreações. O modelo cinético proposto de Langmuir – Hinshelwood, mostrou um bom ajuste aos pontos experimentais, e ainda, evidenciou uma maior eficiencia fotocatalitica do reator usando a fonte de radiação Solar, 32% mais rápida do que a fonte artificial.