Tratamento de efluentes têxteis empregando adsorção e processos fotoeletrocatalíticos visando o reuso de no processo produtivo

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Data
2023-08-02
Autores
Bezerra, Katia Crystina Hipólito [UNIFESP]
Orientadores
Rodrigues, Christiane de Arruda [UNIFESP]
Tipo
Tese de doutorado
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Resumo
A segurança hídrica é uma preocupação mundial, a indústria têxtil se destaca pelos elevados volumes de efluentes gerados, pela variedade, toxicidade e quantidade dos corantes utilizados nos tingimentos. Os tratamentos classicos para a remoção de corantes em efluentes são custosos, ineficientes e raramente permitem o reuso da água para novos processos de tingimento.O foco desse estudo é buscar alternativas de tratamentos capazes de remover os corantes em meio aquoso, permitindo o reuso da água. Resíduos de biomassa de levedura proveniente da indústria sucroalcoleira (YR) e decorados com nanopartículas de magnetita (MNP-YR) obtidas pelo método de coprecipitação, foram usados como adsorventes para o tratamento de efluentes contendo corantes reativos em mono, bi e tricomias. Os corantes utilizados foram o amarelo 15 (Y-15), vermelho 198 (R-198) e azul 19 (B-19) e os processos adsortivos foram avaliados em estudos de pH, cinética, isotermas de adsorção individual e competitiva e dosagem adsorvente. Nos efluentes compostos por misturas binárias e ternárias, usou-se a técnica de calibração multivariada, quadrados mínimos parciais (PLS) para determinação da concentração de corantes empregando espectrometria no ultravioleta visível. Nos efluentes ternários foi possível a remoção de 88, 90 e 100% de Y-15. R-198 e B-19, com YR e 58, 52 e 100% para MNP-YR. Os efluentes tratados foram usados em 2 novos ciclos de tingimento, mantendo a reprodutibilidade da cor no tecido. Os resultados denotam o potencial de uso dos adsorventes usados. Após, os efluentes finais gerados foram submetidos aos tratamento fotocatalitico(FTC) e fotoeletrocatalítico (FEC) visando a mineralização dos corantes presentes no meio líquido. Foram preparados eletrodos de TiO2 nanoestruturados, a água tratada foi utilizada em um novo processo de tingimento. O processo de FEC permitiu a mineralização de 50 e 60 % da carga orgânica nos efluentes oriundos do tingimento utilizando a água de reuso proveniente dos processos de adsorção por YR e MNP-YR. Os adsorventes contaminados foram tratados pelo processo combinado de foto-Fenton e fotocatalise permitindo a mineralização de 92 e 68%.
The water securiry is a worldwide concern, the textile industry stands out for the high volumes of effluents generated, the variety, toxicity and quantity of dyes used in dyeing process. The classic treatments for removing dyes from effluents are mostly costly, slow, inefficient and doesn’t allow the reuse of water for new dyeing process. The focus of this study is to search treatment alternatives capable of removing dyes in aqueous medium, allowing the reuse of water. Yeast biomass residues from de sugar and alcohol industry (YR) and decorated with magnetite nanoparticles (MNP-YR) obtained by coprecipitation method, were used as adsorbents for the treatment of dyeing effluents using reactive dyes in mono, bi and trichomies. The reactive dyes were used yellow 15 (Y-15), red 198 (R-198) and blue 19 (B-19) and de adsorptive process were evaluated in studies of pH, kinetics and isotherms of individual and competitive adsorption, as well as adsorbent dosage. In the effluents composed of binary and ternary mixtures, multivariate calibration techniques, partial least squares (PLS) were used to generate the dye’s concentration in their mixtures using visible ultraviolet spectrometry. In the ternary effluent treatment process with the absorbents, it was possible to remove approximately 88, 90 and 100% of Y-15, R-198 and B-19, respectively using YR and 58, 52 and 100% for MNP-YR. The treated effluents were used in two new dyeing cycles, maintaining the reproducibility of the color on the fabric. The results denote the potential use of the adsorbents. Afterwards, the final effluents generated were submitted to photocatalytic (FTC) and photoelectrocatalytic (FEC) treatment aiming at the mineralization of dyes present in the liquid medium and solid waste. Nanostructured TiO2 electrodes were prepared the treated water was used in a new dyeing process. The FEC process allowed the mineralization of approximately 50 and 60% of the organic load in the effluents from the dyeing using reuse water from the adsorption process by YR and MNP-YR. The contaminated adsorbents were trated by combinated process of photo-fenton and photocatalysis allowing mineralization of 92 and 68% for YR and MNP-YR
Descrição
Citação
BEZERRA, Katia Crystina Hipólito. Tratamento de efluentes têxteis empregando adsorção e processos fotoeletrocatalíticos visando o reuso de no processo produtivo. 2024. 206 f. Tese (Doutorado em Química, Ciência e Tecnologia da Sustentabilidade) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo, Diadema, 2024.