Avaliação do desempenho e da produção de biogás de um de reator anaeróbio (UASB) na remoção de azo corante em efluente têxtil sintético

Abstract

A indústria têxtil, vital para muitas economias, representa 15,6% da produção industrial em Santa Catarina, Brasil, gerando significativas quantidades de efluentes altamente poluentes. No contexto global, estima-se que anualmente a indústria têxtil produza cerca de 20,0 bilhões de metros cúbicos de efluentes. Apesar de sua relevância econômica, a produção têxtil gera efluentes altamente poluentes, incluindo compostos químicos persistentes, como corantes. As etapas críticas de produção, como beneficiamento e acabamento, contribuem para que os efluentes possuam elevadas concentrações de cor, corantes e substâncias químicas, sendo notável que aproximadamente 20,0% desses efluentes consistem em corantes não fixados adequadamente. Nesta perspectiva, o seguinte trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de um reator anaeróbio (UASB) empregado no tratamento de efluente têxtil sintético contendo um azo corante. Esta pesquisa consistiu no tratamento de efluente têxtil por 60 dias, com aplicações de 40 mgL-1 de Azo corante RBV-5R. A eficiência do reator foi avaliada pela análise da remoção de matéria orgânica, nitrogênio, fósforo, corante e cor. Simultaneamente, foram realizados três testes de atividade metanogênica específica (AME) a fim de quantificar a produção de biogás do reator, os testes AME foram distinguidos a partir da carga de DQO e a presença ou não de corante. Os resultados expressaram que o uso do reator anaeróbio acarretou em alta remoção de corante, 89,4% e cor, 88,4%. Foi observado que a remoção de DQO do efluente têxtil sintético se manteve entre 40,0% e 60,0%. Os resultados encontrados para remoção de fósforo foram baixos, com valores de eficiência de 15,2%, enquanto os valores relativos ao nitrogênio se mantiveram negativos, indicando produção de N-NH4+ durante o processo. O reator apresentou índice de atividade metanogênica de 0,014 gDQOCH4gSSV-1d-1 considerando uma DQO teórica de 2,14 mgL-1, e índices de 0,007 e 0,004 gDQOCH4gSSV-1d-1 com uma DQO teórica de 1,0 mgL-1 na presença e ausência de corante respectivamente. De modo geral, é inferido que o sistema anaeróbio UASB, quando utilizado isoladamente, revela-se como uma tecnologia insuficiente para o tratamento completo de efluentes têxteis com presença do corante RVB-5R. O que torna necessária a implementação de um processo subsequente para a remoção de maneira mais eficiente dos parâmetros nitrogênio, fósforo e DQO. Além disso, observou-se que os valores de produção de biogás foram relativamente baixos.

The textile industry, vital to many economies, represents 15.6% of industrial production in Santa Catarina, Brazil, generating significant amounts of highly polluting effluents. Globally, it is estimated that the textile industry produces about 20.0 billion cubic meters of effluents annually. Despite its economic significance, textile production generates highly polluting effluents, including persistent chemical compounds such as dyes. Critical production stages, such as processing and finishing, contribute to effluents having high concentrations of color, dyes, and chemicals, with approximately 20.0% of these effluents consisting of improperly fixed dyes. In this context, the following study aims to evaluate the performance of an anaerobic reactor (UASB) used in the treatment of synthetic textile effluent containing an azo dye. This research involved the treatment of textile effluent for 60 days, with applications of 40 mg/L of Azo dye RBV-5R. The reactor's efficiency was assessed by analyzing the removal of organic matter, nitrogen, phosphorus, dye, and color. Simultaneously, three specific methanogenic activity (SMA) tests were conducted to quantify the reactor's biogas production. The SMA tests were distinguished based on COD load and the presence or absence of dye. The results showed that the use of the anaerobic reactor led to a high removal of dye, 89.4%, and color, 88.4%. It was observed that the removal of COD from synthetic textile effluent remained between 40.0% and 60.0%. Phosphorus removal results were low, with efficiency values of 15.2%, while nitrogen values remained negative, indicating N-NH4+ production during the process. The reactor exhibited a methanogenic activity index of 0.014 gCODCH4gSSV-1d-1 considering a theoretical COD of 2.14 mg/L and indices of 0.007 and 0.004 gCODCH4gSSV-1d-1 with a theoretical COD of 1.0 mg/L in the presence and absence of dye, respectively. Overall, it is inferred that the anaerobic UASB system, when used alone, proves to be insufficient for the complete treatment of textile effluents with the presence of the RVB-5R dye. This necessitates the implementation of a subsequent process for more efficient removal of nitrogen, phosphorus, and COD parameters. Additionally, it was observed that biogas production values were relatively low.