Tratamento fotocatalítico de efluente têxtil empregando TiO2 em pó e suportado

Abstract

A indústria têxtil é uma das responsáveis pela poluição ambiental, devido ao grande volume de efluente gerado em seus processos, geralmente liberado no meio ambiente, muitas vezes através de esgotos e redes fluviais. Este efluente é caracteristicamente colorido, de composição complexa e recalcitrante, o que compromete a vida aquática e a saúde pública. Neste trabalho foi proposta uma alternativa para tratamento deste efluente baseado em Processos Oxidativos Avançados (POA). Foi avaliada a eficiência da fotocatálise que utiliza o TiO2 como catalisador e ativação por meio de uma fonte luminosa (radiação solar ou artificial). Visando facilitar a aplicação desta técnica em situações reais (indústrias), propôs-se a impregnação do catalisador em um suporte inerte, que facilitaria a manipulação, recuperação após o uso e reutilização no processo. Assim, o objetivo do trabalho foi estudar a fotodegradação de efluentes têxteis mediada por TiO2, avaliar a utilização do catalisador imobilizado em cerâmicas porosas reticuladas (CPRs) e seu reuso, por fim estudar o efeito da orientação do catalisador como filmes finos na fotodegradação, no intuito de melhorar a eficiência e ajudar a compreender o processo fotocatalítico. Para comprovação da viabilidade do sistema utilizado, avaliou-se a fotodegradação do corante têxtil Remazol Amarelo Ouro RNL (RGY), posteriormente, de uma mistura de três corantes (o referido corante, o Remazol Vermelho RB 133% (RR) e o Remazol Preto B 133% (RB)), e, por fim, de um efluente real oriundo de uma indústria têxtil localizada no município de Caruaru. Inicialmente, o sistema foi explorado por meio de um planejamento fatorial fracionário (pH, tipo de radiação, concentração do catalisador e tempo de exposição a radiação), para averiguar as condições fotocatalíticas utilizando o catalisador em dispersão seguida da otimização, para posteriormente empregá-lo imobilizado nas CPRs. Como resultado destaca-se a obtenção de 100% na descoloração do RGY, observada através da absorbância medida no UV-Vis, e 89% na degradação, medida por meio de determinação de COT, com o uso de radiação solar sem necessidade de ajuste de pH. Resultado similar foi alcançado com o uso do catalisador imobilizado nas CPRs por meio da suspensão. O teste de reutilização do catalisador imobilizado mostrou a possibilidade de, no mínimo, 10 usos de uma mesma CPR sem comprometer a eficiência fotocatalítica. Para o efluente sintético (mistura de três corantes) também foi encontrado resultado satisfatório, com total descoloração e degradação de 73%, medido através da Demanda Química de Oxigênio (DQO) (7h sob radiação UV-C, pH 6, CPR impregnada através da suspensão). Apesar de ter sido observado pequena descoloração para o efluente real, obteve-se 73% de redução da DQO. Este resultado é significativamente superior ao encontrado pelo uso do tratamento convencional adotado (18% de redução na DQO). O conjunto de resultados obtidos mostra a elevada eficiência da técnica e apontam para a sua viabilidade no tratamento de efluente têxtil. Quanto ao TiO2 imobilizado na forma de filmes finos, filmes epitaxiais foram obtidos com diversas orientações: anatase nos planos de crescimento (001) e (100); misturas das duas formas alotrópica (anatase e rutilo) e rutilo no plano (101) e (001). Destes apenas os filmes que apresentaram anatase foram testados para a fotodegradação do corante RGY (3h sob radiação UV-C). Foi observado que diversos parâmetros influenciaram na atividade fotocatalítica: proporção das fases anatase/rutilo, morfologia e rugosidade. Mas pode-se observar que o plano de crescimento de cristal para anatase (100) mostrou melhor desempenho na fotodegradação da solução, 58% na descoloração e 70% na degradação (medido através da absorbância em 240 nm)