Desenvolvimento de membranas fotocatalíticas para o tratamento de efluentes e reuso de água na indústria têxtil.

Abstract

A indústria têxtil é uma das maiores consumidoras de água, dado o intenso uso de produtos químicos dentre eles corantes têxteis, que geram efluentes com alta carga poluidora. Seu descarte irregular causa contaminação ambiental de corpos hídricos. Tratamentos convencionais, sejam físico-químicos e biológicos, não removem completamente os corantes presentes nos efluentes têxteis. Membranas funcionalizadas com fotocatalisadores apresentam como uma possível solução por separar corantes da água, possibilitando reúso e por degradar in situ esse contaminante por oxidação avançada. Foram preparadas membranas fotocatalíticas à base de celulose e do polímero PVDF, com o fotocatalisador MOF do tipo MIL-88A à base de ferro. A MOF foi sintetizada via hidrotermal e caracterizada pelas técnicas de DRX, FTIR, TGA-DTG, fotoluminescência, MEV, DRS e por análise textural. Em condições otimizadas a membrana celulose-MIL88A promoveu um fluxo de permeação de 4755 L∙h-1∙m-2·bar-1 e rejeição de corante Reactive Black Five (RB5) > 90%. Foi possível fazer 30 ciclos de separação e regeneração, mantendo 98% de rejeição e 74% do fluxo de permeação inicial. Também foi realizada com esta membrana a filtração de efluente têxtil apresentando fluxo de permeação de 5378 L∙h-1∙m-2·bar-1 e uma taxa de rejeição ao corante de 60,2%. Já a membrana PVDF-MIL88A otimizada foi preparada com a dosagem de 40 mg de MIL 88A e teve máxima eficiência de filtração sob 100 mL solução de RB5 com concentração inicial de 5 mg·L-1 em meio ácido (pH 3). O processo para regeneração dessa membrana foi com reação foto-Fenton (25 min e H2O2 = 13 mmol·L-1). A caracterização superficial mostrou que a regeneração por reação foto-Fenton foi eficaz para a membrana retornar às condições originais e que não houve modificações morfológicas nos bastões de MIL-88A mesmo após cinco reúsos e regenerações. Foi proposto que o mecanismo de separação das membranas durante a filtração é por adsorção, simultaneamente com o mecanismo de restrição da difusão das moléculas de corante através do leito de bastões de MOFs, favorecendo a interação eletrostática entre o corante e a MOF MIL-88A. As membranas fotocatalíticas preparadas se mostraram eficazes na remoção e mineralização do RB5, e essa tecnologia pode ser usada como um tratamento terciário pelas lavanderias do agreste pernambucano após uma etapa de filtração simples.