Tratamento de efluente da indústria têxtil através de biofilme em suporte carbonoso impregnando com nutrientes

Abstract

O efluente gerado pela indústria têxtil possui um grande potencial poluidor devido à alta concentração de produtos químicos e coloração intensa. Os tratamentos convencionais, além de produzirem um grande volume de lodo, não conseguem remover a cor do efluente de modo satisfatório. Neste trabalho avaliou-se o uso de biorreatores aeróbios de biofilme utilizando um suporte carbonoso impregnado com nutrientes para a remoção de cor e matéria orgânica de efluentes têxteis. Testou-se o suporte sem impregnação (S), impregnado com potássio, fósforo e nitrogênio (S1) e também com enxofre e cálcio (S2). A adsorção de nutrientes aumentou 143% o teor de potássio, 8% de fósforo e 93% de nitrogênio para o suporte S1. Para o suporte S2, aumentou 85% de potássio, 6% de fósforo, 87% de nitrogênio, 9% de cálcio e 188% de enxofre. Os suportes S, S1 e S2 foram testados em uma solução do corante Reactive Red 141, em um efluente têxtil sintético e em um efluente têxtil real. Também testou-se a biomassa em suspensão isoladamente e com o suporte S. Na fase de formação do biofilme, os biorreatores com os suportes S1 e S2 atingiram o estado estacionário cinco dias antes, comparativamente ao suporte S. Nos ensaios cinéticos a remoção de cor foi de 21,14 ± 0,12 % e 82,86 ± 0,41 % com a biomassa em suspensão e no ensaio contendo também o suporte S, respectivamente, após 120 h. Para os ensaios apenas com biofilme, a remoção de cor foi de 43,21 ± 2,54 % para o suporte S, 78,38 ± 0,98 % para o suporte S1 e 76,15 ± 1,03 % para o suporte S2. Embora as remoções de cor ao final da cinética tenham sido semelhantes para os dois suportes impregnados, o suporte S2 apresentou uma maior remoção após 24 h. Em relação à degradação de matéria orgânica, não houve diferenças consideráveis entre os ensaios. Os resultados dos testes com efluente sintético foram semelhantes aos da solução corante e, para o efluente real, o suporte S2 proporcionou uma maior remoção de cor total. A remoção de cor da solução corante segue uma cinética de pseudo-segunda ordem e os modelos de Moser e Tessier se ajustam bem os dados. A taxa específica máxima de remoção de cor foi maior para os suportes impregnados, assim como a concentração de saturação foi menor, demonstrando que a biomassa imobilizada nesses suportes apresenta maior afinidade ao corante. Desse modo, a adsorção prévia de nutrientes ao suporte carbonoso se mostrou um método eficaz de aumentar a remoção de cor de efluentes têxteis.

Abstract : The effluent generated by the textile industry is among the liquid effluents with the highest polluting potential due to the high concentration of chemicals and intense coloring. However, conventional treatments, besides producing a large volume of sludge, cannot satisfactorily remove the color of the effluent. Based on this, the use of aerobic biofilm bio-reactors was evaluated using a carbonaceous carrier impregnated with nutrients for the removal of color and organic matter from textile effluent. The carrier (S) was impregnated with potassium, phosphorus and nitrogen (S1), and sulfur and calcium (S2). The adsorption of nutrients increased 143% the potassium content, 8% phosphorus and 93% nitrogen for the carrier S1. For S2, the increases were 85% potassium, 6% phosphorus, 87% nitrogen, 9% calcium and 188% sulfur. Supports S, S1 and S2 were tested in a solution of Reactive Red 141 dye, in a synthetic textile effluent and in a real effluent. Free biomass and free biomass with S carrier were also tested. In the biofilm formation phase, the bioreactors with S1 and S2 carriers reached steady state five days earlier than bioreactors with S. In the kinetic tests, free biomass presented a color removal of 21.14 ± 0.12 % while the assay containing also the S carrier had a removal of 82.86 ± 0.41 % after 120 hours. For biofilm-only assays, the color removal was 43.21 ± 2.54 % for carrier S, 78.38 ± 0.98 % for S1 and 76.15 ± 1.03 % for S2. Although the color removals at the end of the kinetics were similar for the two impregnated carriers, S2 showed a greater removal after 24 hours. No differences between the trials were observed for the degradation of organic matter. The results of the tests with synthetic effluent were similar to those of the dye solution. For the real effluent, the S2 carrier provided a greater total color removal. The color removal of the dye solution follows a pseudo-second order kinetics and the Moser and Tessier models fit the data well. The maximum specific rate of color removal was higher for the impregnated carriers, as well as the saturation concentration was lower, demonstrating that the biomass immobilized in these carriers presents greater affinity to the dye. Thus, previous adsorption of nutrients to the carbonaceous support has proved to be an effective method of enhancing the color removal of textile effluents.