Universidade Federal de Rondônia
Departamento de Engenharia Ambiental
Campus de Ji-Paraná
Estudo sobre a caracterização e
tratamento de resíduos líquidos da
Indústria Têxtil
Por:
Alberto Dresch Webler
Luis Ricardo
Joabe Ribeiro Assis
Ji-Paraná,
Julho 2009.
Apresentação
• Introdução;
• Legislação Ambiental;
• Caracterização do processo da industria têxtil;
• Características dos
indústria têxtil;
resíduos
líquidos
• Tipos de tratamento de resíduos líquidos da
industria têxtil.
da
Introdução
Indústria têxtil no Brasil
No Brasil a indústria têxtil representa um
extraordinário valor econômico-social, expressiva
quantidade de mão de obra e divisas.
Quinto lugar em empregos diretos, e no sexto
em faturamento, emprega diretamente 1.500.000
trabalhadores.
Indústria têxtil no Brasil
• Há cerca de 5000 indústrias têxteis, assim
distribuídas:
Indústria têxtil no Brasil
• O principal pólo da industria têxtil se encontra
no estado de Santa Catarina, apresenta
tecnologia comparada a moldes internacionais
(Martins, 1997).
• Aproximadamente 65% da matéria-prima
consumida pela indústria têxtil brasileira é
algodão, o que o caracteriza como insumo
estratégico para nossa indústria.
Indústria têxtil no Brasil
Legislação Ambiental
• Decreto 26643 de 1934 no artigo 109 e 110, onde
era ilícito a conspurção ou contaminação das
águas por pessoas que não a consumiam.
• CONAMA 357 de Março de 2005 que estabelece
diretrizes básicas para o desenvolvimento
sustentável.
Legislação Ambiental
• Art. 24. Os efluentes de qualquer fonte poluidora
somente poderão ser lançados, direta ou
indiretamente, nos corpos de água, após o
devido tratamento e desde que obedeçam às
condições, padrões e exigências dispostos nesta
resolução e em outras normas aplicáveis.
Legislação Ambiental
Algumas condições de lançamento de efluentes:
• pH entre 5 a 9;
• Temp. inferior a 40ºC, a variação de temperatura não deverá
exceder a 3ºC.
• Regime de lançamento do efluente com vazão máxima de até
1,5 vezes a vazão média do período;
• Óleos e graxas: óleos minerais: até 20mg/L
óleos vegetais e gorduras animais: até 50mg/l
• Ausência de materiais flutuantes.
Legislação Ambiental
• Parâmetros e padrões para o lançamento dos
efluentes Conama 357.
Legislação Ambiental
Caracterização do processo de
produção da industria têxtil
• Beneficiamento têxtil, compreende as operações
de:
purga;
mercerização;
desengomagem;
alvejamento ;
tingimento.
Caracterização do processo de produção da industria têxtil
Purga
• É a operação que visa eliminar do tecido as
impurezas com características oleosas tais como:
graxas, ceras e óleos naturais e ou adquiridos
durante o processo industrial.
Mercerização
• Acabamento de tecidos de algodão, no qual o tecido
tensionado é submetido à ação de uma solução de
soda cáustica a frio. Este acabamento aumenta o
brilho do tecido e torna-o mais encorpado e
resistente.
Desengomagem
• A desengomagem é usada para remover a goma
aplicada. As fibras sintéticas são geralmente
engomadas com gomas solúveis em água, que são
facilmente removidas por lavação com água quente,
ou no processo de cozimento
Alvejamento
• O processo de alvejamento visa remover a cor
amarelada do algodão e deixá-lo branco, sendo o
agente ativo principalmente o peróxido de
hidrogênio ou hipoclorito de sódio.
Tingimento
• É o processo químico da modificação de cor da
fibra têxtil através da aplicação de matérias
coradas, através de uma solução ou dispersão.
Figura 1 - Etapas características do processamento de tecidos de algodão e sintéticos
(Fonte: Braile e Cavalcanti, 1993, apud Freitas, 2002).
Caracterização do processo de produção da
industria têxtil
• As indústrias preferem tecnologias de
tratamento que tornam possível reciclar no
processo de produção tanto a água quanto,
sempre que possível, os produtos, de alto valor
agregado, contidos no efluente.
Materia prima
• O parque têxtil nacional consome, anualmente,
mais de 1.400.000t de diversas matérias-primas,
dentre elas: pluma de algodão, lã, fio de seda,
juta, poliéster, sisal e outras, sendo liderado pela
fibra de algodão, cujo consumo na safra
2005/2006 foi de 890.000t (Rocha, 2007).
Matéria Prima
• As fibras no processo da industria têxtil podem
ser de:
▫ origem natural;
▫ artificial.
Matéria Prima
• A fibras naturais são o algodão, lã, linho, seda,
entre outros
• Origem sintética (artificial) são fabricadas a
partir de produtos naturais de composição
macromolecular (animal/vegetal) como a
viscose, o acetato de celulose (Freitas, 2002).
Matéria Prima
Tabela 1. Fibra naturais e sintéticas.
Fonte: Fonte: Fiber Organon/Depto. de Agricultura - Estados Unidos
Matéria Prima - Produtos
Químicos Auxiliares
• Os produtos químicos auxiliares de tingimento
utilizados na indústria têxtil são formulações a
base
de
tensoativos.
São
substâncias
constituídas por uma parte hidrófila (polar) e
uma hidrófoba (apolar) que têm a propriedade
de reduzir a tensão superficial dos líquidos.
Ação dos tensoativos nas diferentes
aplicações têxteis:
• Igualizantes;
• Dispersantes;
• Umectantes;
• Detergentes;
• Antiespumantes;
• Amaciantes.
Amaciantes
• Conferem a sensação de maciez e volume, que é
dada pela parte hidrófoba da base amaciante. Por
esse motivo, a absorção de água dos materiais
têxteis fica prejudicada quando da aplicação de um
amaciante.
Dispersantes
• Ou colóides protetores, têm como principal
característica impedir a reaglomeração dos sólidos.
Antiespumantes
• Agem na estrutura da espuma fazendo com que
a mesma perca elasticidade e se rompa.
Detergentes
• São tensoativos que possuem a propriedade de
umectar os substratos têxteis, permitindo que, pela
quebra da tensão superficial da água, a sujeira seja
facilmente removida do material para fase líquida.
Umectantes
• Este tensoativo tem como função principal
emulgar (retirar) o ar presente no tecido em
água, mais especificamente, substituir as
superfícies de contato ar/tecido por uma
superfície de contato água/tecido
Tabela 2-Auxiliares químicos utilizados
em tingimento.
Fonte: Fonte: Fiber Organon/Depto. de Agricultura - Estados Unidos
Tabela 3 – Informações dos corantes
têxteis produzidos e comercializados
no Brasil no ano de base de 1998.
Fonte: Fonte: Fiber Organon/Depto. de Agricultura - Estados Unidos
TÉCNICAS DE PREVENÇÃO DE
POLUIÇÃO
• A prevenção à poluição ou redução na fonte
refere-se a qualquer prática, processo, técnica
e/ou tecnologia que visem a redução e/ou
eliminação em volume, concentração e/ou
toxicidade dos resíduos na fonte geradora.
Redução no consumo de água
• Nos processos contínuos que necessitam caixas
de lavagem sucessivas, reutilizar à água em fluxo
contra-corrente, conforme demonstrado no
esquema da figura 2.
Fonte: CETESB, 2005.
Redução no consumo de água
• Remover o excesso de água do produto (fio ou
tecido), antes dos processos subseqüentes com a
finalidade de evitar contaminações futuras;
• Padronizar a quantidade de água utilizada nos
processos, consumindo o mínimo possível, de
modo a não alterar a qualidade do produto.
Redução no consumo de água
• Após o término do tingimento, armazenar o
banho do processo, e sempre que for possível,
refazer sua composição para reuso em um novo
tingimento, pois além da economia dos produtos
e consumo de água, minimiza-se a carga
orgânica enviada à ETE.
Redução no consumo de água
• Reaproveitar as águas de enxágüe dos
tingimento claros para as primeiras lavagens dos
tingimentos escuros;
• reutilizar as águas de lavagem dos cozinhadores
na composição de uma nova receita de goma.
Fonte: CETESB, 2005.
Utilização/Subistituição de Produtos
químicos
• Reduzir e/ou eliminar a utilização de tensoativos a
base
de
fenol,
como
por
exemplo
os
alquilariletoxilatos, por apresentarem toxicidade aos
organismos aquáticos.
• Utilizar corantes líquidos em lugar de corantes em
pó, pois mesmo tendo rendimentos semelhantes, os
produtos de dispersão presentes em maior
proporção nos corantes em pó, permanecem
inalterados no banho e resultam em um aumento da
DQO.
Utilização/Subistituição de Produtos
químicos
• Os processos de acabamento por impregnação
(banhos curtos), praticamente não têm suas
características alteradas quando armazenados,
sendo passíveis de reutilização.
• Controlar adequadamente a temperatura dos
banhos de tingimento, pois isto irá favorecer a
redução„ o da quantidade de produtos químicos,
como
igualizantes/retardantes que são
utilizados nesse banho.
Utilização/Subistituição de Produtos
químicos
• Substituir os agentes complexantes EDTA (etileno
diaminotetraacetato)
e
DTPA
(dietilenodiaminotetraacetato)
por
fosfatados
(EDTMP e DTPMP).que são biodegradáveis.
Utilização/Subistituição de Produtos
químicos
• Quando houver um excedente de fósforo
no
afluente da
ETE, substituir os
agentes
complexantes: EDTMP (etilenediaminotetrafosfato)
e DTPMP (dietilenetriaminopentafosfato) por NTA
(nitrilo triacetato) para evitar o fenômeno de
eutrofização„o nos corpos receptores
Utilização/Subistituição de Produtos
químicos
• Substituir a fécula de amido por composto
modificado a base de C(Carboximetilcelulose)ou
CMA (Carboximetilamido) que é passível de
recuperação em torno de 80%.
Substituição de Corantes
• Substituir os corantes do grupo "azo" que após
clivagem das aminas aromáticas produzem
compostos carcinogênicos.
• No processo industrial têxtil, entre os produtos
químicos utilizados, destacam-se os corantes do tipo
“azo” que podem ser clivados sob certas condições e
liberar aminas aromáticas, que possuem efeitos
carcinogênicos e mutagênicos.
• Existem aproximadamente 3200 corantes azóicos,
mas somente 130 podem produzir aminas
aromáticas (Sanin, 1996 apud MURAKAMI, 1998).
• Corantes são fabricados para resistirem ao
tempo e exposição à luz, água e sabão, além de
que geralmente são adicionados agentes
bactericidas e fungicidas, para tornar as fibras
mais resistentes à degradação biológica
(O’NEILL et al., 1999, apud Santos,2002).
Substancias encontradas nos corantes
AZOS.
Fonte: CETESB, 2005.
Fonte: CETESB, 2005.
Fonte: CETESB, 2005.
Fonte: CETESB, 2005.
Biodegradação de Corantes "azo" sob
Condições Anóxicas
• Estudos recentes têm demonstrado a possibilidade
de biodegradar corantes do tipo "azo" sob condições
anóxicas. O Bacillus subtillis foi adaptado em meio
de cultura artificial por Zizi e Lyberatos (1996).
• Constatou-se que, sob estas condições, estas
bactérias, que não têm capacidade fermentativa,
utilizam o nitrato ou nitrito como aceptor de elétron
terminal, possibilitando a oxidação biológica de
corantes "azo".
Fonte: CETESB, 2005.
Fonte: CETESB, 2005.
Caracterização dos resíduos líquidos
da produção da indústria têxtil
• A indústria têxtil requer grandes quantidades de
água em seu processamento, nas operações de
beneficiamento e acabamento.
• Os efluentes têxteis são altamente coloridos.
Caracterização dos resíduos líquidos
da produção da indústria têxtil
• O consumo de água depende do tipo de:
equipamento;
da fibra processada;
do processo utilizado,
Em média de 117L/Kg (Feitkenhauer e Meyer,
2001).
Caracterização dos resíduos líquidos
da produção da indústria têxtil
• Os eletrólitos, ácidos e álcalis usados no
tingimento contribuem para (Beltrame, 2000
apud Silva, 2007):
▫ Os teores de sólidos totais;
▫ Baixos níveis de SST (sólidos suspensos totais);
▫ Moderados a altos os níveis de SDT (sólidos
dissolvidos totais) ;
▫ pH entre 12 e 12,5.
Caracterização dos resíduos líquidos
da produção da indústria têxtil
• Beltrame, 2000 mostra que os metais pesados
podem ser provenientes da própria molécula
de corante, como o cromo no caso de corantes
ácidos ou cobre nos corantes diretos, como
montra na tabela 4.
Tabela 4 – Concentração de alguns metais
encontrados em algumas classes de corantes
por tipo de fibra.
Fonte: Peres e Abrahão. 1998 apud Silva, 2007.
Tabela 5 -Características médias encontrados
por Martins 1997, dos resíduos líquidos de
santa Catarina.
Fonte: Martins, 1997 apud Andrade 2003.
Tabela 6 -Características médias encontrados
por Storti 2001 apud Freitas 2002, dos resíduos
líquidos de santa Catarina.
Fonte: Storti 2001 apud Freitas, 2002.
Os resíduos químicos encontrados nos efluentes
de acordo com Andrade, 2003 podem ter sua
origem em:
• Produtos químicos diversos: ácidos, bases, sais,
oxidantes, redutores, solventes orgânicos, produtos
orgânicos diversos .
• Produtos de acabamento: produtos
hidrofóbicos, produtos oleófobos, antiespumantes,
biocidas e antiestáticos.
• Espessantes: impedem a migração dos corantes
para as partes não estampadas ou para as partes
estampadas com outra cor.
▫ Os principais são: amido, amido degradados,
éteres de amido, éteres de celulose, gomas
vegetais e seus derivados, alginatos, sintéticos, de
emulsão, espumas.
Tipos de tratamento dos resíduos
líquidos têxteis
• Biodegradação;
• Tratamento com ozônio;
• Fotocatálise heterogênea;
• Processos físicos;
• Processos Combinados.
Biodegradação
• A grande motivação de todos os pesquisadores
envolvidos em estudos de biodegradação pode
ser expressa pela busca contínua de
microrganismos versáteis, capazes de
degradar de maneira eficiente um grande
número de poluentes a um baixo custo
operacional.
Biodegradação
• Recentemente, pesquisadores tem aumentado o
interesse no versátil fungo de decomposição
branca Phanerochaete chrysosporium.
• Este fungo tem a capacidade de mineralizar,
além da lignina, pelo menos parcialmente e em
alguns casos completamente, uma variedade de
poluentes resistentes a degradação.
Biodegradação
• Spadaro demonstraram que P.chrysosporium
foi capaz de mineralizar alguns azocorantes,
sendo a capacidade de descoloração diretamente
relacionada com a natureza dos grupos
substituintes dos anéis aromáticos.
Biodegradação
• A eficiência no tratamento de uma amostra
contendo o corante poli-R-478, alcançando
descolorações superiores a 95% após o
tratamento com o fungo P. chrysosporium .
Tratamento com ozônio
• O ozônio é um agente oxidante poderoso quando
comparado a outros agentes oxidantes.
• A oxidação de poluentes ou efluentes pode
ocorrer de maneira direta ou indireta.
Tratamento com ozônio
• Oxidação direta
• Através deste processo a molécula de ozônio pode
reagir diretamente com outras moléculas orgânicas
ou inorgânicas via adição eletrofílica.
• O ataque eletrofílico do ozônio pode acontecer a
átomos com uma densidade de carga negativa (N, P,
O) ou a ligações duplas ou triplas do tipo carbono,
carbono-nitrogênio e nitrogênio-nitrogênio.
Tratamento com ozônio
• Oxidação indireta
• Indiretamente, o ozônio pode reagir através de
reação radicalar (principalmente OH) que é
gerado pela decomposição do ozônio.
Tratamento com ozônio
• Para o tratamento de efluente têxtil o ozônio se
mostra muito atrativo. Geralmente, os cromóforos
encontrados neste efluente são compostos orgânicos
com grande conjugação de ligações duplas como
mencionado acima.
• Estas ligações podem ser rompidas por
ozônio(direta
ou
indiretamente)
formando
moléculas menores descolorindo assim o efluente.
Tratamento com azônio
• No entanto, um inconveniente muitas vezes
encontrado nos estudos de degradação com
ozônio refere-se ao aumento da toxicidade de
alguns intermediários de reação, o que torna
necessário o acompanhamento do processo
através de testes de toxicidade.
Fotocatálise heterogênea
• Se fundamenta na geração de pares elétronslacuna
(e-/h+),
quando
materiais
semicondutores são iluminados com radiação de
energia.
• A degradação de compostos orgânicos através de
fotocatálise heterogênea, têm sido bastante
estudado.
Fotocatálise heterogênea
• Embora a elevada eficiência da fotocatálise
heterogênea permita uma rápida mineralização
de inúmeras espécies químicas de relevância
ambiental.
• Porém existem vários inconvenientes de ordem
prática que tem dificultado bastante a sua
consolidação.
Fotocatálise heterogênea
• Dentre as mais importantes limitações são:
• 1) Necessidade de fontes artificiais de radiação, uma vez
que grande parte dos fatocatalisadores apresentam um
“band gap” correspondente à região ultravioleta;
• 2) Dificuldades na penetração da radiação no meio de
reação e dificuldades na separação dos fotocatalisadores,
uma vez que estes são utilizados na forma de finas
suspensões;
• 3) Dificuldades na implementação de sistemas
contínuos em grande escala.
Processos físicos
• Dentre os processos físicos mais utilizados no
tratamento de efluentes e corantes têxteis, a
adsorção com carvão ativado.
• Alguns artigos tem sido publicados nos últimos
anos utilizando carvão ativado de coco, bambo,
casca de eucalyptus e quitosana.
Processos físicos
• A utilização de tecnologias de membranas, como
osmose reversa (OR), microfiltração (MF),
nanofiltração (NF) e ultrafitração (UF), têm se
tornado muito atrativas devido ao fato de
possibilitarem o reuso da água no processo
industrial.
Processos físicos
• Ao analisar as perspectivas futuras não muito
animadoras de:
▫ escassez,
▫ elevação dos custos para captação de água
▫ legislação cada vez mais restritiva para emissão de
efluentes.
Processos Combinados
• Para o tratamento de um dado efluente muitas
vezes uma solução bastante inteligente é a
utilização de processos combinados para uma
melhor eficiência do sistema.
• Estes métodos podem ser utilizados de maneira
complementar, de tal forma que possam suprir
deficiências apresentadas pelos processos
quando aplicados isoladamente.
Processos Combinados
• Para o tratamento de efluentes têxteis, a
combinação de métodos mostra-se mais
adequada, devido à presença de corantes que
normalmente são resistentes a degradação nos
sistemas convencionais de tratamento.
Processos Combinados
• Processos físicos utilizando-se tecnologias de
membranas combinadas principalmente com
ozônio também tem recebido especial atenção
no final da década de 90 devido a possibilidade
de reuso da água.
Escolha do sistema a ser adotado
• Pontos positivos – pontos negativos
Gradeamento
Grau de Remoção desse sistema
Parâmet ros
Af luente
Ef luente
pH
9,57 ± 0,46
6,81 ± 0,15
Temp. ( °C)
38,09 ± 2,31
30,57 ± 2,35
OD (mg/l)
3,47 ± 0,57
4,77 ± 0,75
STD (mg/l)
1315,22 ± 164,77
1281,21 ± 99,15
2,6
Turbidez (mg/ l )
506,96 ± 28,25
26,41 ± 4,07
94,8
DBO (mg/ l )
464,08 ± 50,53
27,30 ± 4,43
94,1
DQO (mg/l)
1636,34 ± 134,57
112,23 ± 28,40
93,1
Fósforo (mg/l)
2,68 ± 1,05
0,55 ± 0,14
79,5
SSus . (mg/ l )
787,66 ± 156,64
179,52 ± 32,47
77,2
SVol. (mg/l)
607,40 ± 152,92
152,01 ± 105,29
75
NAmo. (mg/ l )
10,43 ± 7,00
8,41 ± 7,97
19,4
Fonte: ZANOTELLI
Eficiência (%)
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