PROPOSIÇÃO DE MÉTODO PARA AVALIAÇÃO DA REMOÇÃO DE COR EM EFLUENTES LÍQUIDOS DE INDÚSTRIA TÊXTIL

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1 PROPOSIÇÃO DE MÉTODO PARA AVALIAÇÃO DA REMOÇÃO DE COR EM EFLUENTES LÍQUIDOS DE INDÚSTRIA TÊXTIL Geisa Paganini De Mio Instituto de Saneamento Ambiental - ISAM Pontifícia Universidade Católica do Paraná - PUC/PR Rua Imaculada Conceição, Prado Velho Curitiba - PR CEP Tel. (041) Fax (041) solum@rla13.pucpr.br José Roberto Campos Departamento de Hidráulica e Saneamento Escola de Engenharia de São Carlos - EESC/USP Av. Dr. Carlos Botelho, Centro São Carlos - SP CEP Tel. (016) Fax (016) RESUMO O presente trabalho consiste na apresentação de método simples de avaliação de remoção de cor em sistema de tratamento de efluentes líquidos de indústrias têxteis. É enfocado um sistema de tratamento composto de tanque de equalização, lagoa aerada e tratamento terciário, compreendendo coagulação química e flotação, e leitos de secagem de lodo. De forma geral, as unidades pertencentes ao fluxograma do sistema de tratamento apresentam bom desempenho, levando à obtenção de efluente líquido tratado enquadrado dentro dos padrões de emissão determinados pela Legislação de Controle da Poluição do Estado de São Paulo. Para a avaliação da remoção de cor pelo sistema de tratamento foi utilizado o método proposto, que consiste na varredura em espectrofotômetro, da absorbância apresentada pelas amostras em função dos diferentes comprimentos de onda, uma vez que não é possível detectar um pico para determinar o comprimento de onda característico para a amostra, como propõe o Standard Methods, O método pode ser utilizado para o monitoramento da remoção de cor realizadas por diferentes processos de tratamento. Porém, é interessante que o mesmo seja testado para outros tipos de resíduos líquidos, cuja avaliação de remoção de cor não possa ser realizada por método de espectrofotometria tradicional, ou seja, através da determinação de um comprimento de onda característico para a amostra e construção de curva de calibração. Conhecendo-se os comprimentos de onda para os quais ocorre a máxima absorbância, dos componentes das matérias-primas, pode-se inferir, de forma relativa, quais deles estão sendo removidos, ou não, no sistema de tratamento. Palavras Chave: indústria têxtil, efluentes líquidos, remoção de cor, absorbância.

2 INTRODUÇÃO A indústria têxtil gera grande quantidade de efluentes líquidos, principalmente mediante operações de limpeza e tingimento. Quando se estudam efluentes líquidos destas indústrias, pode-se considerar a cor como um dos principais problemas, por estar relacionada à qualidade estética da água. As descargas de pigmentos em ambientes aquáticos são frequentes, podendo ser provenientes de diversas fontes, sendo citadas como exemplo as indústrias que utilizam etapas de tingimento e as que realizam a síntese de pigmentos e tintas. No caso das indústrias têxteis, as características dos efluentes líquidos são determinadas pelo tipo de matéria-prima e produtos químicos utilizados no processo industrial, apresentando portanto qualidade bastante variável. De forma geral, esses efluentes podem apresentar: corantes, pigmentos, sais, soda cáustica, detergentes, sabões, umectantes, amido, ácido acético, peróxido de hidrogênio, amaciantes, cloro e hipoclorito, e impurezas removidas dos fios e tecidos. A cor deve ser removida para tornar a água adequada aos usos de abastecimento humano e industrial. Desta forma, os efluentes industriais que apresentam cor requerem a remoção da mesma antes de serem lançados nos corpos d'água receptores. O presente trabalho tem como objetivo a apresentação de um método simples de avaliação da remoção de cor em sistema de tratamento de efluentes líquidos de uma indústria têxtil. MATERIAIS E MÉTODOS A Indústria Têxtil Foi estudada uma indústria que se dedica ao beneficiamento de malhas, tendo como processos produtores de efluentes líquidos o alvejamento com cloro ou peróxido e o tingimento com diversos tipos de corantes. A empresa recebe os fios, produz os tecidos de malha, realiza o alvejamento e o tingimento e posteriormente a confecção. O abastecimento de água é realizado através de poço profundo. A água destina-se para processos de alvejamento e tingimento, para a caldeira, sanitários, limpeza em geral, entre outros. Os efluentes líquidos gerados pelas operações de alvejamento e tingimento representam 84% do volume gerado. Estes efluentes líquidos têm qualidade variável e apresentam variação de vazão muito significativas, tendo em vista que a maior parte dos processos se realiza em reatores do tipo batelada, com descargas concentradas, provocando picos de vazão frequentes.

3 Na etapa de alvejamento são realizadas quatro descargas de igual volume em cada partida e no caso do tingimento, podem ocorrer até oito descargas. Naturalmente, a primeira das descargas é a mais concentrada e as outras gradativamente, mais diluídas. O Sistema de Tratamento O fluxograma do sistema de tratamento da indústria têxtil estudada está apresentado na Figura 1. Através dele pode-se verificar que os efluentes líquidos, após passarem por caixa de areia, grade e medidor Parshall, têm acesso a um tanque de equalização. O tanque tem seção quadrada, com lados de 10,0 m e altura útil igual a 1,20 m, sendo o volume útil igual a 120,0 m 3 e o adicional, 100,0 m 3. Neste tanque funciona um aerador flutuante superficial de 5 HP para promover a mistura dos despejos. A seguir os despejos têm acesso a uma lagoa aerada com tempo de detenção de 17 dias, sem que ocorra mistura com esgotos domésticos, os quais são tratados separadamente em um tanque séptico. A lagoa apresenta profundidade média igual a 1,65 m. Ela teria condições de operar como facultativa, porém, como medida de segurança foram instalados três aeradores superficiais de 5,0 HP cada. A lagoa é seguida de tratamento terciário com objetivo principal de remoção de cor. Na entrada do sistema de tratamento terciário, os efluentes da lagoa aerada passam por medidor Parshall, onde ocorre mistura rápida com sulfato de alumínio e hidróxido de sódio, em dosagens médias de 380,0 mg/l e 160,0 mg/l, respectivamente. A seguir, os despejos são lançados em câmara de floculação mecanizada. A câmara de floculação tem seção quadrada com lado medindo 1,80 m, profundidade útil de 2,75 m e volume igual a 8,91 m 3. O sistema de agitação é composto de dois braços com paletas. Os efluentes floculados são encaminhados para unidade de flotação, que recebe também despejos saturados com ar provenientes da câmara de saturação. O sistema de flotação é composto de câmara de saturação e de flotação. A câmara de saturação tem forma cilíndrica com diâmetro de 0,60 m, altura útil de 1,50 m, altura total de 1,80 m e volume útil de 0,42 m 3. A pressão média de saturação empregada é de 4,0 atm e o tempo de detenção de 2,4 minutos. A unidade de flotação apresenta forma cilíndrica com 2,20 m de diâmetro e altura útil de 2,40 m, área superficial igual a 3,80 m 2 e volume igual a 7,98 m 3. A vazão de recirculação é igual a 50% da vazão afluente, e a taxa de aplicação superficial na câmara de flotação igual a 102,0 m 3 /m 2. dia, em média. O lodo acumulado na superfície do flotador é removido por raspador superficial e lançado em leitos de secagem. Os efluentes tratados são lançados em pequeno córrego. Uma parcela do efluente da unidade de flotação retorna a um poço de sucção e após ser pressurizada na câmara de saturação é misturada ao líquido floculado.

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5 São também parte integrante do sistema de tratamento, dois leitos de secagem de lodo com 2,90 m de largura e 10,0 m de comprimento, com área total igual a 58,0 m 2, com período médio de secagem de 20 dias, lâmina de lodo fresco igual a 0,50 m e volume de lodo fresco igual a 120,0 m 3. A avaliação geral do sistema de tratamento, em que foram coletadas as três amostras apresentadas a seguir, foi realizada em duas datas diferentes. Amostra 1 - entrada da lagoa Amostra 2 - saída da lagoa, correspondendo também à entrada do tratamento terciário Amostra 3 - efluente final, após passar pelo tratamento terciário Os resultados obtidos nesta avaliação estão apresentados na Tabela 1, sendo divididos em primeira e segunda avaliação. Analisando estes resultados verifica-se que o ph e a alcalinidade da Amostra 1 não apresentaram alteração. Além disso, obteve-se, em termos de eficiência global nas duas coletas realizadas, eficiência de remoção de DQO pela lagoa na faixa de 10% a 16%, resultando em DQO na saída da lagoa igual a 96 mg/l e 88 mg/l, respectivamente. No que diz respeito à DBO a eficiência de remoção foi em torno de 57% na primeira coleta e 53% na segunda, resultando em ambas efluente da lagoa com DBO igual a 19,2 mg/l. Tabela 1 - Avaliação Geral do Sistema de Tratamento da Indústria Têxtil Estudada Primeira Avaliação Segunda Avaliação Parâmetros Analisados Amostras Amostras T ( o C) ph 8,2 8,2 6,6 8,2 8,2 6,5 Alcalinidade (mg CaCO 3 /l) 394,8 400,8 123,2 409,2 407,6 136,0 DQO (mg/l) DBO (mg/l) 44,8 19,2 14,0 40,8 19,2 12,0 NTK (mg/l) 6,86 6,86 6,86 5,50 5,50 2,70 P-PO - 4 (mg/l) 3,07 2,99 0,24 2,72 2,95 0,34 O e G (mg/l) ST (mg/l) STF (mg/l) STV (mg/l) SST (mg/l) SSF (mg/l) SSV (mg/l) Sólidos Sedimentáveis (ml/l) Fonte ;- Paganini, G. A., 1993 Com relação ao sistema de tratamento terciário, a eficiência de remoção de DQO foi de 38% na primeira coleta e 34% na segunda, correspondendo a DQO do efluente final igual a 60 mg/l e 58 mg/l, respectivamente. Com relação à DBO detectou-se eficiência de remoção em torno de 27% na primeira coleta e 38% na segunda, o que resultou em valores de DBO no efluente final iguais a 14,0 mg/l e 12,0 mg/l respectivamente.

6 Observou-se também que não houve remoção de Nitrogênio Total Kjeldhal pela lagoa aerada e que a maior parte do fosfato total foi removida pelo tratamento terciário. Os óleos e graxas apresentaram-se abaixo do valor do padrão de emissão, ou seja, até 100,0 mg/l, inclusive nas amostras coletadas na entrada da lagoa aerada, mantendo-se dessa forma, também no efluente final, apresentando valores nas faixas de 41,0 e 72,0 mg/l. Quanto aos sólidos totais, verifica-se que os valores dos afluentes à lagoa aerada, representados pela amostra 1 são bastante próximos dos dos efluentes, representados pela amostra 2, o que indica que a mistura é suficiente para manter os sólidos em suspensão, evitando que os mesmos depositem no fundo da unidade. Os sólidos suspensos também não apresentam variações significativas, quando são comparadas as amostras 1 e 2. Comparando as amostras 2 e 3 verifica-se que no tratamento terciário promoveu a remoção de sólidos. Os sólidos sedimentáveis permaneceram ausentes no efluente final tratado. O Método Proposto A remoção de cor dos efluentes de indústrias têxteis representa um benefício bastante importante a ser alcançado, principalmente devido ao fato de a mesma estar relacionada à qualidade estética da água. Através de Método Espectrofotométrico para Determinação de Cor, descrito no Standard Methods, 1995, determina-se a cor de amostras com base na elaboração de uma curva de calibração. Para a construção desta curva padrão, é preciso definir primeiramente um comprimento de onda λ, adequado para as características da amostra a ser analisada. A determinação deste comprimento de onda realiza-se através da leitura em espectrofotômetro, das absorbâncias para os diferentes comprimentos de onda. O comprimento de onda que apresentar o maior valor de absorbância, ou seja, um pico, é aquele a ser utilizado para construir a curva de calibração para a amostra analisada. A partir da definição do comprimento de onda, a curva é construída para este comprimento de onda fixo, através da correlação entre valores de leituras de absorbância em espectrofotômetro e sua correlação com a concentração da substância que está sendo detectada. Após a construção da curva padrão, quando se deseja detectar as concentrações da substância na amostra analisada, faz-se a correlação das leituras com os valores de concentração da curva padrão construída. Porém, como os efluentes deste tipo de indústria são compostos de diversos produtos químicos e apresentam características variáveis, torna-se difícil a determinação de um comprimento de onda característico para os mesmos, e desta forma, não é possível construir a curva de calibração, como determina o Standard Methods, 1995.

7 O método utilizado foi o da varredura em espectrofotômetro, da absorbância apresentada pelas amostras em função dos diferentes comprimentos de onda, uma vez que não consegue-se detectar um pico para determinar o comprimento de onda característico para a amostra. Em todos os monitoramentos realizados foram variados os comprimentos de onda de 200 a 900 nm, com intervalo de 10 em 10 nm. A absorbância obtida para os diversos comprimentos de onda representa, na verdade, a concentração de diversas substâncias que compõem a amostra analisada. Acredita-se que cada uma das substâncias é melhor detectada em um comprimento de onda específico. Quanto menor a absorbância para um mesmo comprimento de onda, menor a concentração da substância que está sendo detectada em cada comprimento de onda específico. Portanto, através da variação de absorbância avalia-se a remoção das substâncias que são responsáveis pela cor dos efluentes, não sendo determinado o valor de concentração da substância. O método propriamente dito consiste na coleta e análise em espectrofotômetro, das amostras apresentadas anteriormente. RESULTADOS Os dados de avaliação da absorbância em função dos diferentes comprimentos de onda foram realizados durante várias fases do trabalho experimental que monitorava o desempenho do sistema de tratamento da indústria citada, sendo utilizado inclusive como parâmetro de controle de várias etapas, como por exemplo, durante a avaliação de diferentes produtos químicos empregados para coagulação - floculação dos efluentes da lagoa que seriam flotados. O método era utilizado basicamente para avaliar a remoção de cor realizada pelas unidade do sistema de tratamento. A título de ilustração são apresentadas as Figuras 2 e 3 que representam a avaliação geral do sistema de tratamento, no que diz respeito à remoção de cor, em duas datas diferentes. Os resultados apresentados na Figura 2 estão um pouco diferente do esperado, pois comparando a curva da amostra 1 com a da 2, verifica-se que houve remoção de substâncias na lagoa aerada, o que não havia sido verificado em ensaios anteriores. Estes resultados podem ter sido obtidos devido a alguma interferência ocorrida durante o trabalho experimental. Observando a curva da amostra 3 verifica-se a remoção de substâncias e consequentemente de cor pelo tratamento terciário.

8 Absorbância 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, Comprimento de Onda (nm) Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 FIGURA 2 - Avaliação da Remoção de Cor com base no Método Proposto Na Figura 3 verifica-se pequena variação de absorbância para os diferentes comprimentos de onda, quando se compara as amostras 1 e 2, ou seja, as duas curvas estão praticamente sobrepostas, o que indica baixa remoção na lagoa aerada, já que as amostras representam entrada e saída da lagoa. Porém, ao analisar a amostra 3 verifica-se que o sistema de tratamento terciário operava de forma satisfatória. Estes são os resultados esperados, já que visualmente, a remoçào de cor só ocorria no efluente final tratado. Absorbância 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, Comprimento de Onda (nm) Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 FIGURA 3 - Avaliação da Remoção de Cor com base no Método Proposto

9 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Verificou-se que o método de varredura da absorbância para os diferentes comprimentos de onda utilizado é simples e apresenta resultados coerentes com a análise visual, pois quando havia indicação de remoção de cor, verificada pelo afastamento da curva referente à amostra 3, que representa o efluente final, em relação às curvas das amostras 1 e 2, respectivamente amostras da entrada e saída da lagoa, era possível visualizar que a amostra 3 apresentava-se bem mais clara e menos colorida que as outras duas amostras. O método pode ser utilizado para o monitoramento da remoção de cor realizada por diferentes processos de tratamento. Porém, é interessante que o mesmo seja testado para outros tipos de resíduos líquidos, cuja avaliação de remoção de cor não possa ser realizada pelo método proposto no Standard Methods, ou seja, através da determinação de um comprimento de onda característico para a amostra e construção de curva de calibração. Conhecendo-se os comprimentos de onda para os quais ocorre a máxima absorbância, dos componentes das matérias-primas, pode-se inferir, de forma relativa, quais deles estão sendo removidos, ou não, no sistema de tratamento. AGRADECIMENTOS Ao Prof. Dr. José Roberto Campos, pela atenção, apoio, estímulo, e principalmente, pela amizade.

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