22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

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1 22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro Joinville - Santa Catarina II- 201 USO POTENCIAL DE BIOPOLÍMEROS DE ORIGEM VEGETAL NA DESCOLORIZAÇÃO DE EFLUENTE TÊXTIL ÍNDIGO Fernando J. A. da Silva (1) - Engenheiro Civil, Universidade de Fortaleza - UNIFOR. Mestre em Engenharia, área de Engenharia Sanitária e Ambiental, Universidade Federal da Paraíba UFPb. Professor Assistente do Centro de Ciências Tecnológicas da Universidade de Fortaleza. Liliane M. M. de Souza Química pela Universidade Federal do Ceará - UFC. Doutora em Química pela Universidade de São Paulo - USP. Pós-Doutoramento na Universidade da Califórnia em Berkeley. Profa. Titular do Centro de Ciências da Saúde da Universidade de Fortaleza UNIFOR Sávio L. Magalhães Aluno do curso de Ciências Farmacêuticas da Universidade de Fortaleza - UNIFOR. Endereço(1): Rua João Luís Santiago, 930. Jardim das Oliveiras. Fortaleza CE fjas@unifor.br RESUMO Investigou-se o uso potencial de biopolímeros vegetais. Estes mostraram-se capazes de descolorir efluente têxtil, com reduções de até 48,6; 37,1 e 19%, com a dosagem de 200 mg/l, empregando-se respectivamente, raspa de Juá, Moringa e pó do mesocarpo do coco de Babaçu. Os dois primeiros, porém são mais promissores. Maiores tempos de contato produzem maior remoção. As taxas de remoção de cor, admitindo-se absorvância a 450 nm, foram de 2,31 x 10 3; 3,09 x 10 3 e 6,56 x 10 3/minuto, para o pó de mesocarpo do coco de Babaçu, Moringa e raspa de Juá, respectivamente. Foi observado que após 30 minutos há instabilidade do material em suspensão na massa líquida. Ocorre assim uma acomodação

2 (na verdade estabilização) das forças de repulsão entre partículas na água. Sugere-se que a remoção não é melhorada após este período. Os biopolímeros podem contribuir para menor demanda por sais metálicos como coagulantes, sendo alternativas ecologicamente mais compatíveis com a busca por qualidade de vida almejada pela sociedade. PALAVRAS-CHAVE: biopolímeros, efluente têxtil, descolorização. INTRODUÇÃO As indústrias têxteis geram efluentes com alta carga poluidora. Os resíduos líquidos daquelas que têm o algodão como base do processo fabril, apresentam cor elevada, alta turbidez, e grandes concentrações de sais inorgânicos. Os corantes contidos neste tipo de efluente não são eficientemente removidos em tratamento biológico (Altinbas et al., 1995). Lodos ativados e variantes, como lagoas aeradas e valos de oxidação, são a tecnologia mais empregada no tratamento de efluentes têxteis. Porém, grande remoção de cor do efluente têxtil somente é alcançada através de pós-tratamento como osmose reversa, filtros de carbono ativado, microfiltração e processos oxidativos avançados (e.g. O3, H2O2, reagente Fenton, ultravioleta e ultrasom). Estas técnicas são relevantes quando se pretende a reutilização do efluente (Marmagne e Coste, 1996). Entretanto, podem ser alternativas pouco atraentes em razão dos elevados custos de operação e manutenção. O pré ou pós-tratamento físico-químico de efluentes têxteis empregando sais metálicos (e.g. FeCl3, Al2(SO4)3 e Fe2(SO4)3) é uma alternativa que permite maior remoção de cor quando associada ao tratamento biológico. O tratamento se dá por coagulação e floculação convencional. Mesmo assim têm eficiências limitadas. A dificuldade em controlar ph e a formação de flocos instáveis, para posterior sedimentação, parecem ser os maiores desafios. Também, sais de Al e Fe são ambientalmente indesejáveis, pois os lodos produzidos podem disponibilizar íons solúveis que comprometem a saúde humana. É necessário, portanto, buscar coagulantes ambientalmente mais compatíveis. Alguns biopolímeros vêm sendo investigados mais intensamente que outros como é o caso da Moringa Oleifera, da Quitosana e tamarindo (da Silva et al., 2001; Hart, 2000). Em geral os estudos são aplicados ao tratamento de águas para fins potáveis. Assim, há lacunas sobre o conhecimento acerca da aplicação de biopolímeros, em especial os de origem vegetal, no tratamento de diferentes águas residuárias industriais. Sementes de Moringa Oleifera atuam na remoção de cor e turbidez de água para fins potáveis, sendo um processo antigo já encontrado na Índia em torno de 4000 anos atrás, mas o estudo sistemático deste processo só agora vem recebendo maior atenção. A Moringa Oleifera, assim como outros biopolímeros originários da extração vegetal parecem conter em suas estruturas grandes moléculas protéicas carregadas de forma a interagir com o material orgânico da água formando destruindo a estabilidade coloidal local (Ndabigengesere e Narasiah, 1998).

3 Em quase todos os estudos é comum encontrar a preocupação de estabelecer correlações entre parâmetros físicos como velocidade, tempo de mistura e dosagem com a eficiência do processo de coagulação. Pouco se tem investigado sobre o mecanismo de ação de biopolímeros em função dos parâmetros físicos mencionados anteriormente. O uso de biopolímeros extraídos de vegetais no processo de coagulação tem várias vantagens em comparação com os sais químicos: (i) a natureza da alcalinidade da água não é consumida durante o processo de tratamento; (ii) O lodo gerado após tratamento apresenta tanto um menor volume como se encontra livre de metais pesados quando comparado com o lado gerado com uso de constituintes químicos e, finalmente (iii) estes biopolímeros podem ser originários de plantas locais com fácil processamento dando um caráter potencial de baixos custos operacionais quando comparados com reagentes químicos muitas vezes importados. O presente trabalho buscar expandir a discussão sobre o uso potencial de biopolímeros de origem vegetal no tratamento de efluentes industriais. Optou-se ainda por verificar a ação de três diferentes coagulantes naturais na descolorização de efluente têxtil. MATERIAIS E MÉTODOS Amostras sintéticas de efluente têxtil, tipo índigo, foram produzidas e tratadas com soluções aquosas de distintos de biopolímeros de extração vegetal. As soluções dos biopolímeros eram oriundas de sementes de Moringa Ole ifera, do mesocarpo do coco de Babaçu (Orbygnia Martiana) e da raspa do Juá (Zizyphus Joazeiro). A dosagem aplicada às amostras de efluente têxtil foi igual para os diferentes biopolímeros de origem vegetal (200 mg/l). A composição da água sintética foi de 1,0 g/l de Índigo (tipo Vercot), 5 g/l de NaOH e 1,0 g/l de NaHCO3. O potencial hidrogeniônico das amostras foi ajustado com uma solução de 0,1 Molar de H2SO4 para um valor de 10,80 simulando o ph da água de banho têxtil. Os ensaios de coagulação foram feitos em Jar-test. A mistura rápida foi conduzida com gradiente de velocidade G de 300 s-1 durante 1 (um) minuto. Logo após, efetuaram-se leituras de absorvância a 450 nm para investigação da descolorização. O intervalo de tempo estudado para todos os parâmetros foi de 1 (uma) hora, com intervalos de leitura de 10 minutos. Todos os elementos dos ensaios (amostras, dosagens e leituras) foram em triplicata. RESULTADOS E DISCUSSÃO A curva mostrada na Figura 1 apresenta o efeito comparativo entre a ação da Moringa, a raspa de Juá e o pó do mesocarpo do coco de Babaçu. Aos trinta minutos todos apresentaram tendência estável de queda na absorvância. Após este período houve uma instabilidade, com ressuspensão de parte do material que estava sedimentando. Isto sugere

4 uma ação equilíbrio entre as forças de repulsão do material em suspensão. Situação semelhante já havia sido observada por da Silva et al. (2001), porém relativa a diferentes dosagens de Moringa aplicada no tratamento de efluente têxtil não sintético. As amostras tratadas com Juá e Moringa apresentaram melhores resultados que as tratadas com pó do mesocarpo do coco de Babaçu. Figura 1 - Evolução da absorvância a 450 nm para os diferentes biopolímeros. Convertendo-se os resultados para representação de turbidez padrão a 450 nm, sugere-se uma ação mais promissora da Moringa e da raspa de Juá (Tabela 1). Tabela 1 Ação dos biopolímeros na remoção (%) de turbidez das amostras de efluente têxtil. Tempo (min) Biopolímero vegetal M. Oleifera Juá Babaçu 0 35 NTU 35 NTU 37 NTU NTU (31,4%) 18 NTU (48,6%) 30 NTU (19%) NTU (37,1%) 18 NTU (48,6%)

5 30 NTU (19%) Admitindo-se que a queda de absorvância (a 450 nm) obedece à cinética de 1a ordem num reator em batelada, as taxas de deca imento seriam de 2,31 x 10 3; 3,09 x 10 3 e 6,56 x 10 3/minuto, para o pó de mesocarpo do coco de Babaçu, Moringa e raspa de Juá, respectivamente. Considerando estudo anterior (da Silva et al., 2001), dosagens de Al2(SO4)3.18H2O e FeCl3 em torno de 120 mg/l alcançam remoção de turbidez de até 60%. Entretanto estes resultados foram obtidos com ph de 8,8. Tal performance não seria alcançada no estudo atual, pois a ação efetiva destes sais metálicos é dependente de um ph ótimo (6,0 a 7,5). Assim, comparativamente, a raspa de Juá e a Moringa são mais atraentes, por atuarem bem, mesmo com ph elevado. Além disto, são ambientalmente mais atraentes se comparadas ao sulfato de alumínio e ao cloreto férrico. CONCLUSÕES Os biopolímeros mostraram-se capazes de descolorir efluente têxtil, com reduções de até 48,6; 37,1 e 19%, com a dosagem de 200 mg/l, empregando-se respectivamente, raspa de Juá, Moringa e pó do mesocarpo do coco de Babaçu. Os dois primeiros, porém são mais promissores. Maiores tempos de contato produzem maior remoção. Entretanto, após 30 minutos há instabilidade do material em suspensão na massa líquida. Ocorre assim uma acomodação (na verdade estabilização) das forças de repulsão entre partículas na água. Sugere-se que a remoção não é melhorada após este período. Os biopolímeros podem contribuir para menor demanda por sais metálicos como coagulantes, sendo alternativas ecologicamente mais compatíveis com a busca por qualidade de vida almejada pela sociedade. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Altinbas, A.; Dökmeci, S. and Baristiran, A. Treatbility study of wastewater from textile industry. Environmental Technology 16, Da Silva, F. J. A.; Silveira Neto, J. W.; Mota, F. S. B. e Santos, G. P. Descolorização de efluentes de indústria têxtil utilizando coagulantes naturais. In: 21o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. João Pessoa PB, Setembro de 2001.

6 Hart, T. L. Natural coagulants: an investigation of Moringa Oleifera and Tamarindo seeds. Master s Thesis. Department of Environmental and Water Resources Engineering. The University of Texas. Austin Marmagne, O. and Coste, C. Color removal from textile plant effluents. American Dyestuff Reporter, April, Ndabigengesere, A. and Narasiah, K. S. Quality of water treated by coagulation using Moringa Oleifera seeds. Water Research 32, (3),