Oxidação fotoquímica UVC/H2O2 de águas residuárias têxteis visando o reuso no beneficiamento têxtil

Abstract

Os Processos Oxidativos Avançados (POAs) têm-se destacado nos últimos anos como uma tecnologia alternativa ao tratamento de várias matrizes ambientais, dentre elas, as águas residuárias têxteis. Aplicou-se a oxidação fotoquímica (UVC/H2O2) no tratamento de três águas residuárias têxteis reais, previamente tratadas biologicamente, denominadas de ART-A, ART-B e ART-C. Primeiramente, para a oxidação fotoquímica (UVC/H2O2), um estudo cinético foi realizado para determinar as condições operacionais, tais como a dosagem de peróxido de hidrogênio (0 ? 100 mM), pH da solução (3,0; 5,0; 9,0 e pH natural das águas residuárias: 8,1 (ART-A), 7,7 (ART-B) e 8,3 (ART-C)) e temperatura da solução (15, 23, 35 e 50 ºC). A fotólise do peróxido de hidrogênio sob radiação UVC demonstrou ser uma tecnologia eficiente na remoção de cor das três águas residuárias têxteis reais. O processo UVC/H2O2 aplicado à ART-A e ART-B, respectivamente, resultou em uma remoção de cor de 81% e 68% (método Pt-Co), 83% e 72% (DFZ436nm), 88% e 76% (DFZ525nm) e 86% e 69% (DFZ620nm), utilizando 25 mM de H2O2 e 8,3 e 5,5 kJUVC L-1 em 180 min e 120 min, respectivamente. A água residuária têxtil ? C (ART-C) apresentou parâmetros para remoção de cor, tais como, menor tempo/energia para descoloração, temperatura de saída do reator biológico favorável à descoloração e pH da própria água residuária como melhor resultado para a descoloração. Sendo estes de 90 min/4,1 kJUVC L-1; 35 ºC e 8,31 respectivamente. O processo UVC/H2O2 aplicado à ART-C resultou em uma remoção de cor de 92% (método Pt-Co), 94% (DFZ436nm), 96% (DFZ525nm) e 94% (DFZ620nm). Considerando o lançamento das águas residuárias tratadas em corpos receptores, a biodegradabilidade de ART-A e ART-B, foi avaliada a partir do teste Zahn-Wellens, o qual demonstrou um aumento significativo no percentual de carbono biodegradável ao final do foto-tratamento (62% para ART-A e 45% para ART-B). Por outro lado, com o propósito de reúso no beneficiamento têxtil, ART-C foi utilizada como água de banho durante o processo de tingimento do substrato de algodão e as amostras obtidas resultaram em bons indicadores de qualidade quando comparados ao processo padrão. A percentagem máxima de águas residuárias têxteis tratadas por oxidação fotoquímica que podem ser reutilizadas ? a fim de cumprir os critérios de aceitação mais restritivos do mercado têxtil ? foi de 50%.

Abstract : The Advanced Oxidation Processes (AOPs) have emerged as an alternative technology to the treatment of many environmental matrices, among them, the textile wastewaters. This work concerns the application of photochemical oxidation (UVC/H2O2) in the treatment of three real textile wastewaters (ART-A, ART-B, and ART-C), which were previously biologically treated. A kinetic study was performed aiming to determine the optimum operating conditions such as, the dosage of hydrogen peroxide (0 - 100 mM), solution pH (3.0, 5.0, 9.0 and natural wastewater pH: 8.1 (ART-A), 7.7 (ART-B), and 8.3 (ART-C)), and solution temperature (15, 23, 35, and 50 °C). The photolysis of hydrogen peroxide under UVC radiation showed to be an efficient decolourization technology. UVC/H2O2 reaction applied to the ART-A and ART-B resulted in a color reduction of 81% and 68% (Pt-Co method), 83% and 72% (DFZ436nm), 88% and 76% (DFZ525nm) and 86% and 69% (DFZ620nm) using 25 mM H2O2 and 8.3 and 5.5 kJUVC L-1 at 180 min and 120 min of reaction, respectively. The textile wastewater - C (ART-C) presented the parameters for decolourization, such as, less time/energy for decolourization, exit temperature of the biological reactor favorable to the decolourization, and pH of the wastewater itself as the best result for a decolourization. Finally, for the purpose of reuse in textile processing, UVC/H2O2 reaction applied to the ART-C resulted in a color reduction of 92% (Pt-Co method), 94% (DFZ436nm), 96% (DFZ525nm) and 94% (DFZ620nm) using 25 mM H2O2 and 4.1 kJUVC L-1 at 90 min of reaction. The biodegradability of the textile wastewaters was evaluated using the Zahn-Wellens test, and it was observed a significant increase in the percentage of biodegradable carbon along the photo-treatment (62% for TWA and 45% for TWB). ART-C was used in the dyeing of the cotton substrate, and was performed in order to evaluate the reuse capacity of photochemical textile wastewaters treated in textile processing. The maximum percentage of textile waste water treated by photochemical oxidation which can be reused with the purpose of the acceptance criteria and restrictive of the textile market - was 50%.