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A INFLUÊNCIA DE PRODUTOS AUXILIARES DE TINGIMENTO
NO CONSUMO DE OZÔNIO NA DESCOLORAÇÃO DE
EFLUENTES TÊXTEIS
Luiz Carlos de Melo Filho(1)
Professor do Laboratório de Iniciação Científica do Colégio Coração de
Jesus. Mestre em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal de
Santa Catarina. Especialista em Engenharia de Saúde Pública pela
Escola Nacional de Saúde Pública - Fundação Oswaldo Cruz.
Engenheiro Sanitarista pela Universidade Federal de Santa Catarina.
Maurício Luiz Sens
Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Sanitária e
Ambiental. Supervisor do Laboratório Integrado do Meio Ambiente da
Universidade Federal de Santa Catarina. Doutor em Engenharia pela
Escola Nacional Superior de Química de Rennes (ENSCR) - Université de Rennes I,
França. Engenheiro Sanitarista pela Universidade Federal de Santa Catarina.
Endereço(1): Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC - Depto. de Engenharia
Sanitária e Ambiental - Campus Universitário - Trindade - Florianópolis - SC - CEP: 88010 970 - Brasil - Tel: (048) 231-9029 - Fax: (048) 231-9029 - e-mail: [email protected]
RESUMO
O processo de ozonização é muito eficaz para descolorir efluentes de forte coloração,
porém o investimento inicial na compra de um gerador de ozônio (ozonizador) é ainda
muito alto, fazendo-se necessário a otimização do processo para que este torne-se viável
do ponto de vista econômico. Os efluentes têxteis possuem uma composição altamente
variada, em função das diferentes matérias-primas, processos, corantes e produtos
químicos empregados. Muitos pesquisadores estão direcionando seus trabalhos no sentido
de determinar as melhores condições de reação do ozônio em função das características
do efluente. O presente trabalho investigou através de estudos em laboratório, a influência
de produtos auxiliares de tingimento no consumo de ozônio na descoloração de efluentes
têxteis. Os ensaios de ozonização foram realizados com soluções contendo corante
dissolvido em água, sem e com os produtos auxiliares. Os resultados destes ensaios
demonstraram que a presença de produtos auxiliares de tingimento podem aumentar o
consumo de ozônio em até 98% quando comparado aos ensaios das soluções contendo
somente corante.
PALAVRAS-CHAVE: Efluentes Têxteis, Ozonização, Descoloração, Consumo de Ozônio.
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INTRODUÇÃO
O ozônio reage facilmente com a maior parte dos corantes têxteis, o que explica que a
descoloração de efluentes faça parte de suas aplicações usuais. A utilização da ozonização
no tratamento de efluentes da indústria têxtil teve início nos anos setenta na Europa
Ocidental.
Os efluentes têxteis incorporam substâncias provenientes de todas as etapas do
beneficiamento de fibras tais como: desengomagem, lavagem, alvejamento, tinturaria,
estamparia, dentre outras. Na operação de tinturaria, por exemplo, o tecido passa por um
banho contendo corantes e produtos químicos, utilizados na fixação do tingimento e
lavagem do tecido tingido, são os chamados produtos auxiliares de tingimento. Em função
de uma grande variedade de corantes estar sendo atualmente utilizada na indústria têxtil,
os efluentes resultantes são ainda muito mais complexos.
Para a utilização do processo da ozonização de modo efluente, é necessário compreender
o comportamento do ozônio com os diferentes compostos químicos implicados na reação.
Atualmente, muitas pesquisas vem sendo direcionadas no sentido de otimizar o processo
de ozonização : Taxa de tratamento adaptada à solução a tratar; Desenho da instalação
permitindo uma reatividade ótima do ozônio (mistura gás-líquido); Determinação das
condições ótimas de reação em função das características do efluente (temperatura, pH,
sólidos em suspensão).
TINCHER e AVERETE (1982) estudaram a degradação de produtos auxiliares de
tingimento (agente dispersante) por ozônio, concluindo que a cinética de reação destes
produtos é mais lenta do que as dos corantes, em conseqüência sua presença no efluente
aumenta fracamente o consumo de ozônio, porém uma grande quantidade destes produtos
auxiliares pode ser reciclada.
A presente pesquisa objetivando conhecer a influência de alguns produtos auxiliares de
tingimento reativo no consumo de ozônio na descoloração, realizou vários ensaios de
ozonização utilizando a metodologia a seguir apresentada.
MATERIAIS E MÉTODOS
A investigação experimental foi conduzida no Laboratório Integrado do Meio Ambiente L.I.M.A - do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade Federal
de Santa Catarina - UFSC -, onde foi construído um conjunto piloto de ozonização
constituído por um ozonizador de laboratório - LABO 6LO - de fabricação da Compagnie
Générale de l’Ozone - Trailigaz -, com capacidade de produção média de 9g/h de gás à
concentração de 15gO3/m3, a partir de oxigênio; e uma unidade de transferência de
ozônio, formada por uma coluna clássica de bolhas, sendo o ozônio injetado através de
um difusor poroso. A figura 1 apresenta um esquema simplificado do piloto de
ozonização utilizado na pesquisa.
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Figura 1: Esquema do Piloto de Ozonização.
Os primeiros ensaios utilizaram soluções contendo somente o corante dissolvido em água,
sendo que a cada litro d’água foi adicionado 0,1 gramas de corante. As soluções dos
demais ensaios utilizaram além do corante, os produtos auxiliares, conforme os
percentuais descritos na tabela 1.
Tabela 1: Composição das soluções utilizadas nos ensaios de ozonização.
PRODUTO
Corante (reativo)
Lubrisoft 7030 (umectante)
Biavin 109 (deslizante)
Meropan VD Novo (dispersante)
Quimerol DS (detergente)
Barrilha leve (carbonato de sódio)
SOLUÇÃO AZUL
SOLUÇÃOVERMELHA
0,1 g/l
0,04 g/l
0,09 g./l
0,04 g/l
1,5 g/l
1,5 g/l
0,1 g/l
0,1 g/l
0,3 g/l
1,5 g/l
1,5 g/l
2,0 g/l
A concentração de ozônio necessária para alcançar determinado nível de descoloração do
efluente foi obtida pela diferença entre a concentração de ozônio no gás injetado na
coluna de contato, e a concentração de ozônio no gás de saída (off), determinadas pelo
método iodométrico (KI - solução 2%).
A determinação da cor residual foi obtida através da leitura da absorbância em
espectrofotômetro (modelo DR/4000 UV-VIS da Hach Company), no comprimento de
onda de máxima absorbância na faixa do visível.
Amostras para análise da coloração residual foram coletadas simultaneamente com a
determinação da concentração de ozônio no gás de saída (off), em intervalos de tempo
previamente estabelecidos, à fim de se obter as curvas de remoção de cor em relação ao
tempo de aplicação e ao consumo de ozônio..
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RESULTADOS e DISCUSSÕES
Os ensaios de ozonização apresentaram um nítido aumento de consumo de ozônio quando
os produtos auxiliares de tingimento estavam presentes nas soluções ozonizadas, como
pode ser observado nos gráficos das figuras 2 e 3.
Figura 2: Média dos ensaios de ozonização das soluções contendo o corante azul sem
e com os produtos auxiliares de tingimento.
COLORAÇÃO RESIDUAL EM %
100
80
CO RANTE AZUL
CO RANTE AZUL CO M PRO DU TO S AUXILIARES
60
40
20
0
0
1
2
3
4
[O3] consumida em g/g de corante inicial
Figura 3: Média dos ensaios de ozonização das soluções contendo o corante
vermelho sem e com os produtos auxiliares de tingimento.
COLORAÇÃO RESIDUAL EM %
100
80
60
CORANTE VERMELHO
CORANTE VERMELHO COM PRODUTOS AUXILIARES
40
20
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
[O3] consumida por g/g de corante inicial
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A degradação dos corantes necessita, a princípio, poucos moles de ozônio por mol de
corante quando somente a descoloração é desejada (NAYME, 1997). Isto pode ser
explicado pelo fato de que corantes são geralmente moléculas que contém ligações
insaturadas, sobre as quais o ozônio age rapidamente.
Nos ensaios de ozonização realizados, as soluções contendo somente corante reagiram
rapidamente com ozônio, atingindo níveis muito altos de descoloração em um intervalo
de tempo bastante curto. Na solução com o corante vermelho por exemplo, o tempo de 12
minutos foi suficiente para praticamente descolorir a solução, consumindo apenas 0,2
gramas de ozônio por grama de corante inicial.
Segundo ADAMS et al., citados por CHRISTELLE NAYME (1997, p.196), como as
ligações dos grupamentos cromóforos, responsáveis pela coloração dos corantes, reagem
rapidamente com o ozônio, a presença de substâncias auxiliares nos efluentes têxteis não
deveria modificar o consumo de ozônio.
Tal suposição discorda dos resultados obtidos nesta pesquisa, os ensaios de ozonização
contendo soluções com corante e substâncias auxiliares de tingimento, tanto com o
corante azul como o vermelho, demonstraram que o consumo de ozônio necessário para
alcançar um determinado nível de descoloração aumenta quando comparado aos ensaios
que utilizaram as soluções contendo somente corantes. Nos ensaios com o corante azul, a
presença dos produtos auxiliares aumentaram o consumo de ozônio em 98% quando a
solução era submetida a uma descoloração na ordem de 95%. A presença de produtos
auxiliares na solução com corante vermelho alterou o tempo de descoloração da solução
para 44 minutos, consumindo 2,39 gramas de ozônio por grama de corante inicial.
O consumo de ozônio necessário para alcançar uma determinada porcentagem de
descoloração, aumenta quando o efluente tratado contém grande quantidade de
carbonatos( NAYME ,1997). Os carbonatos são utilizados nos tingimentos com corantes
reativos para favorecer a criação de ligações covalentes entre as fibras e os corantes.
SENS e LAPLANCHE (1990) estudaram o efeito de ânions minerais sobre a
decomposição de ozônio, e concluíram que a presença de carbonatos e bicarbonatos
acelera a autodecomposição do ozônio, sobretudo em soluções com altos valores de pH.
Dentre os produtos auxiliares utilizados nas soluções estudadas, havia uma grande
quantidade de carbonato de sódio Na2CO3, a qual, provavelmente, acelerou a
autodecomposição do ozônio, aumentando consequentemente o consumo de ozônio
necessário a descoloração das soluções. Tal efeito também pode ter sido favorecido, em
função dos altos valores de pH das soluções.
CONCLUSÕES
Os ensaios de ozonização apresentaram um nítido aumento no consumo de ozônio para
alcançar um determinado nível de descoloração quando os produtos auxiliares de
tingimento estavam presentes nas soluções estudadas, sobretudo nas soluções com grande
quantidade de carbonatos e bicarbonatos. Isto pode ser explicado pelo fato de que
carbonatos e bicarbonatos aceleram a autodecomposição do ozônio, principalmente em
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soluções com altos valores de pH, aumentando o consumo de ozônio para atingir
determinado nível de descoloração.
Os resultados obtidos nos ensaios de ozonização comprovam que o ozônio reage
rapidamente com os corantes reativos utilizados, e que o consumo de ozônio aumenta em
função da presença dos produtos auxiliares de tingimento, presentes nos efluentes da
indústria têxtil.
A pesquisa não investigou separadamente a reação do ozônio com cada um dos diferentes
produtos utilizados como auxiliares de tingimento, faz-se aqui a sugestão para pesquisas
futuras no sentido de otimizar o processo de ozonização na descoloração de efluentes
têxteis.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.
NAYME, C. Étude de la dégradation par ozonation de deux colorants utilisés en teinture: recherche
de sous-produits, études cinétiques et influence sur les applications industrielles. Rennes, 1997.Tese de
doutorado n.1673. Université Rennes I.
TINCHER; W.C. Toward zero disharge from textile dyeing industry, Proceedings of the water reuse
Symposium, vol. date (1) p533 – 43,1982.
CARRIÈRE, J. et al. Decolorization of textile dye solutions. Ozone Science & Engineering. V.15.p.189200.Nov.1992.
SENS; M. e LAPLANCHE, A. Effets des anions mineraux sur la decomposition de l´ozone dans l´eaux.
Monografia. Université Rennes I.
APHA(1985) Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 16 th edition. American
Public Health Association, Washington, D.C.
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