UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO ... - utfpr.edu.br · Prof. Dr. Júlio César R. de Azevedo...

UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARANPR

UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN

CAMPUS CURITIBA

DEPARTAMENTO DE PESQUISA E PS-GRADUAO

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA MECNICA

E DE MATERIAIS - PPGEM

MAURICI LUZIA CHARNEVSKI DEL MONEGO

DEGRADAO ELETROQUMICA DE CORANTES E EFLUENTES DA INDSTRIA TXTIL

CURITIBA

MAIO - 2007



Dissertao apresentada como requisito parcial obteno do ttulo de Mestre em Engenharia, do Programa de Ps-Graduao em Engenharia Mecnica e de Materiais, rea de Concentrao em Engenharia de Materiais, do Departamento de Pesquisa e Ps-Graduao, do Campus de Curitiba, da UTFPR.

Orientador: Prof. Dr. Carlos M. G. S. Cruz

Co-orientador: Prof. Dr. Valma M. Barbosa

CURITIBA

MAIO 2007

TERMO DE APROVAO



Esta Dissertao foi julgada para a obteno do ttulo de mestre em engenharia, rea de concentrao em engenharia de materiais, e aprovada em sua forma final pelo Programa de Ps-graduao em Engenharia Mecnica e de Materiais da Universidade Tecnolgica Federal do Paran.

_________________________________ Prof. Dr. Neri Volpato

Coordenador de Curso

______________________________ ______________________________ Prof. Dr. Carlos M. G. S. Cruz Prof. Dr. Valma Martins Barbosa Orientador Co-orientadora UTFPR UTFPR

Banca Examinadora

______________________________ ______________________________ Prof. Dr. Artur de Jesus Motheo Prof. Dr. Regina Maria Q. de Mello IQSC/USP UFPR

______________________________ ______________________________ Prof. Dr. Jlio Csar R. de Azevedo Prof. Dr. Joo Batista Floriano UTFPR UTFPR

Curitiba, 07 de maio de 2007

iii

Aos meus pais, Afonso e Maria Delurdes,

minhas irms, Mara Lcia e Marcia Luciana,

pelo apoio e incentivo.

Ao meu querido esposo, Hermes Irineu, meus

filhos Andressa Carolinne e Victor Augusto,

pela alegria de t-los comigo todos os dias.

iv

AGRADECIMENTOS

Quero de uma maneira especial agradecer a DEUS, pela certeza de sua companhia durante toda a minha caminhada.

A minha famlia, em especial aos meus pais e irms, por apoiarem meus sonhos,

cuidarem de meus filhos na minha ausncia e por me amarem sempre.

Ao meu querido esposo Hermes, pelos comentrios sempre oportunos, confortantes e

incentivadores, e principalmente por seu amor e pelo seu apoio nas horas de desnimo. E

aos meus filhos que mesmo com a minha ausncia foram solidrios e compreensivos.

A minha colega Lenice Raquel De Cesaro, hoje grande amiga, cuja amizade foi se

solidificando a cada procedimento experimental.

A Universidade Federal Tecnolgica do Paran e ao PPGEM, pela permisso e apoio

na realizao desse trabalho.

Ao meu orientador professor Dr. Carlos Cruz, pela confiana, profissionalismo,

dedicao, os meus sinceros agradecimentos.

A minha co-orientadora professora Dr Valma Martins Barbosa pelos ensinamentos e contribuio para a confeco deste trabalho.

Ao professor Agnaldo Vanderlei Arnold da Universidade Estadual de Santa Catarina,

pela prontido e ajuda em conseguir as amostras dos efluentes.

A todos os professores, direo, equipe pedaggica e funcionrios do Colgio

Estadual Padre Silvestre Kandora, que sempre me apoiaram durante a realizao do

mestrado.

Um agradecimento especial a Silvio Almeida, Tiago D'Amico e Yuliana Kalinovski

E a todas as pessoas que, direta ou indiretamente, contriburam para a realizao e concluso deste trabalho, o meu muito obrigada, que Deus os abenoe sempre.

pela

realizao de algumas anlises.

v

O valor das coisas no est no tempo que

elas duram, mas na intensidade com que

acontecem. Por isso, existem momentos

inesquecveis, coisas inexplicveis e pessoas

incomparveis.

Fernando Pessoa

vi

MONEGO, Maurici Luzia Charnevski Del, Degradao eletroqumica de corantes e efluentes da indstria txtil, 2007, Dissertao (Mestrado em Engenharia) - Programa de Ps-graduao em Engenharia Mecnica e de Materiais, Universidade

Tecnolgica Federal do Paran, Curitiba, 89p.

RESUMO

O presente trabalho visou degradao eletroltica dos corantes reativos,

contendo o grupo azo, atravs da gerao de cloro no meio reacional, onde foi

encontrado o tempo e a corrente necessria para degradar esses compostos. A

metodologia utilizada envolveu ensaios com solues de corantes puros 0,031 g.L-1e

efluentes de uma tinturaria. Os ensaios foram realizados em escala laboratorial (100

mL), tendo como nodo uma lmina de platina com rea geomtrica de 2,4 cm2 e o

eletrodo auxiliar uma calota de ao com superfcie de 11,3 cm2, sendo a distncia

entre os eletrodos de 2,3 cm. A concentrao de cloreto de sdio presente no meio

foi de 1,0 % e a densidade de corrente 62,5 mA.cm-2

. A caracterizao e o

acompanhamento da perda de cor foram feitos atravs de espectrofotometria na

regio do UV-Vis. Foram realizados ensaios analticos para determinao da DBO,

DQO, taxa de cloretos e cromatografia gasosa ECD para a determinao da

presena de compostos organoclorados. Houve uma remoo completa da cor para

todos os corantes reativos estudados em aproximadamente 30 min de eletrlise. O

corante Vermelho Drimaren demonstrou uma reduo da DBO superior a 58,3 % em

35 min de eletrlise, sendo que para o efluente essa reduo foi de

aproximadamente 92 % em 60 min de degradao. Foram testados alguns

compostos organoclorados no efluente degradado e o resultado mostrou que os

mesmos, quando presentes, encontram-se em concentraes reduzidas.

Palavras-chave: eletroqumica, corantes azo, efluentes txteis.

vii

MONEGO, Maurici Luzia Charnevski Del, Degradao eletroqumica de corantes e efluentes da indstria txtil, 2007, Dissertao (Mestrado em Engenharia) - Programa de Ps-graduao em Engenharia Mecnica e de Materiais, Universidade

Tecnolgica Federal do Paran, Curitiba, 89p.

ABSTRACT

This work presents an electrolytic degradation technique of the reactive dyes

that have the azo group, through the chlorine generation in the chemical reaction,

where it was found the time and the current to degrade these compounds. The

methodology presented has involved experiment with pure dyes solutions 0,031 g.L-1

and effluents of a textile industry. The tests were realized in laboratorial scale

(sample of 100 mL), has been used as anode a platinum sheet with geometric area

of 2,4 cm2 and the auxiliary electrode a calotte of steel with surface of 11,3 cm2,

being the distance between the electrodes of 2,3 cm. The concentration of sodium

chloride present in the reaction has been of 1,0 % and the current density 62,5

mA.cm-2

. The characterization has been made through spectrophotometer in the

ultraviolet region visible. Analytical tests have been carried out to determine the DBO,

DQO, chlorides rate and gaseous chromatography ECD to find the presence of the

organochlorinated compounds. There was a complete removal of the color for all the

colors reagents studied in approximately 30 minutes of electrolysis. The Red color

Drimaren demonstrated a reduction of superior DBO to 58,3 % in 35 minutes of

electrolysis, and the effluent the reduction presented has been of approximately 92 %

in 60 minutes of degradation. Some were tested composed organochlorinated in the

degraded effluent and the result showed that the same ones, when presents, are in

reduced concentrations.

Keywords: electrochemical, azo dyes, effluent textile

viii

SUMRIO

RESUMO.................................................................................................................... vi

ABSTRACT ............................................................................................................... vii

LISTA DE FIGURAS ................................................................................................... x

LISTA DE TABELAS ................................................................................................. xii

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ....................................................................xiii

LISTA DE SMBOLOS .............................................................................................. xiv

1 INTRODUO ...................................................................................................... 11.1 Apresentao do Documento .................................................................................................. 41.2 Objetivo Geral .......................................................................................................................... 51.3 Objetivos especficos ............................................................................................................... 51.4 Motivao para a utilizao de efluentes de tinturarias .......................................................... 6

2 REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................................. 72.1 Degradao de efluentes lquidos ........................................................................................... 72.2 Degradao eletroqumica ...................................................................................................... 72.3 Eletroqumica ........................................................................................................................... 9

2.3.1 O processo eletroqumico ................................................................................................... 92.3.2 Fenmenos associados com o processo eletroltico ........................................................ 112.3.3 Parmetros de controle do processo eletroqumico .......................................................... 122.3.4 Eletrlise da soluo aquosa contendo cloreto de sdio .................................................. 16

2.4 O uso da eletroqumica em processos de degradao ......................................................... 182.5 Tratamento de efluentes txteis ............................................................................................ 202.6 Corantes txteis ..................................................................................................................... 22

2.6.1 Corantes reativos .............................................................................................................. 252.6.2 Corantes diretos ................................................................................................................ 272.6.3 Corantes azicos ............................................................................................................... 272.6.4 Corantes cidos ................................................................................................................. 282.6.5 Corante a cuba .................................................................................................................. 292.6.6 Corantes de enxfre .......................................................................................................... 292.6.7 Corantes dispersos ............................................................................................................ 30

2.7 Fixao do corante s fibras txteis ...................................................................................... 312.8 O processo do beneficiamento txtil ..................................................................................... 322.9 O uso da eletroqumica em processos de degradao de efluentes txteis ........................ 362.10 Parmetros da legislao referentes aos recursos hdricos. ................................................ 39

ix

3 MATERIAIS E MTODOS .................................................................................. 413.1 Determinao da corrente de operao para soluo salina 1,0% ...................................... 433.2 Degradao dos corantes reativos Azo ................................................................................ 433.3 Degradao dos efluentes .................................................................................................... 443.4 Degradao do corante a cuba ............................................................................................. 443.5 Caracterizao dos corantes e efluentes, e verificao da eficincia do processo .............. 45

3.5.1 Curva de calibrao dos corantes. .................................................................................... 453.5.2 Determinao da DBO (demanda biolgica de oxignio) e DQO (demanda qumica de oxignio) 463.5.3 Determinao da taxa de cloretos ..................................................................................... 473.5.4 Determinao da presena de organoclorados por cromatografia ................................... 47

4 RESULTADOS E DISCUSSO .......................................................................... 494.1 O Processo Galvanosttico ................................................................................................... 494.2 Degradao das solues dos corantes reativos azo ........................................................... 504.3 Degradao dos efluentes .................................................................................................... 554.4 Degradao do corante a cuba ............................................................................................. 594.5 Caracterizao dos efluentes e verificao da eficincia do processo ................................. 61

4.5.1 Concentrao dos corantes nos efluentes. ....................................................................... 614.5.2 Resultado da anlise de DBO (Demanda Bioqumica de Oxignio) e DQO (Demanda Qumica de Oxignio) .................................................................................................................... 634.5.3 Anlise de cloretos ............................................................................................................ 644.5.4 Anlise de organoclorados ................................................................................................ 66

5 CONCLUSO ..................................................................................................... 685.1 Propostas para futuros trabalhos .......................................................................................... 69

REFERNCIAS ......................................................................................................... 70ANEXO A Tabelas com os parmetros da legislao ............................................ 79

x

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 - Hierarquia nas opes de gerenciamento de resduos ............................ 2

Figura 2.1 - Esquema do Processo Eletroltico ......................................................... 10

Figura 2.2 - Estruturas da p-Benzoquinona e Hidroquinona ..................................... 20

Figura 2.3 - Alguns grupos cromforos constituintes dos corantes ........................... 23

Figura 2.4 - Estrutura qumica de um corante tipo azo .............................................. 24

Figura 2.5 - Grupos funcionais auxocromos constituintes dos corantes ................... 24

Figura 2.6 - Tintura de algodo com corante reativo contendo o grupo vinilsulfona . 26

Figura 2.7 - Tintura de algodo com corante reativo contendo o grupo triazina ....... 26

Figura 2.8 - Vermelho de Congo ............................................................................... 27

Figura 2.9 - Corante azico ( crisoidina) ................................................................... 28

Figura 2.10 - Corante cido violeta ........................................................................... 28

Figura 2.11 - Reduo do corante a cuba ................................................................. 29

Figura 2.12 - Reao de corantes contendo grupo tiossulfato com on sulfeto ......... 30

Figura 2.13 - Exemplo de corante solubilizado temporariamente atravs de reao

de hidrlise ( V- corante vermelho de Lonamina KA) ......................................... 30

Figura 2.14 - Interao covalente entre um corante contendo o grupo triazina(reativo)

e grupos hidroxila da celulose(algodo) ............................................................. 32

Figura 2.15 - Estrutura qumica de alguns corantes .................................................. 38

Figura 3.1 - Sistema eletroqumico utilizado para a degradao das solues dos

corantes e do efluente industrial ........................................................................ 41

Figura 4.1 Densidade de corrente limite difisional para a soluo de cloreto de

sdio1,0 % em funo do potencial aplicado, utilizando eletrodo de platina com

rea geomtrica de 2,4 cm2 e eletrodo auxiliar calota cilndrica de ao com

superfcie de 11,3 cm2 ........................................................................................ 49

xi

Figura 4.2 Espectro de UV-visvel da soluo do corante Vermelho Drimaren 0,031

g.L-1 em diferentes tempos de eletrlise, utilizando nodo de platina, S = 2,4

cm2, ctodo de ao inox, S = 11,3 cm2, sendo a densidade de corrente 62,5

mA.cm-2 .............................................................................................................. 52

Figura 4.3 Espectro de UV-visvel da soluo do corante Amarelo Remazol 0,031



mA.cm-2 .............................................................................................................. 52

Figura 4.4 - Espectro de UV-visvel da soluo do corante Azul Remazol 0,031 g.L-1

em diferentes tempos de eletrlise, utilizando nodo de platina, S = 2,4 cm2,

ctodo de ao inox, S = 11,3 cm2, sendo a densidade de corrente 62,5 mA.cm-2

........................................................................................................................... 53

Figura 4.5 - Espectro de UV-visvel da soluo do corante Vermelho Remazol 0,031



mA.cm-2 .............................................................................................................. 53

Figura 4.6 - Espectro de UV-visvel da mistura das solues dos corantes Remazol

0,031 g.L-1 em diferentes tempos de eletrlise, utilizando nodo de platina, S =

2,4 cm2, ctodo de ao inox, S = 11,3 cm2, sendo a densidade de corrente 62,5

mA.cm-2 .............................................................................................................. 54

Figura 4.7 Espectro de UV-visvel do efluente A, contendo o corante Vermelho

Drimaren em diferentes tempos de eletrlise, utilizando nodo de platina, S =

2,4 cm2, ctodo de ao inox, S = 11,3 cm2, sendo a densidade de corrente 62,5

mA.cm-2 .............................................................................................................. 56

Figura 4.8 Espectro de UV-visvel do efluente B, contendo os corantes Remazol

amarelo, azul e vermelho em diferentes tempos de eletrlise, utilizando nodo

de platina, S = 2,4 cm2, ctodo de ao inox, S = 11,3 cm2, sendo a densidade de

corrente 62,5 mA.cm-2 ........................................................................................ 56

Figura 4.9 - Espectros de UV-Vis comparativos entre a degradao da soluo do

corante Vermelho drimaren em A e o efluente A em B ...................................... 57

xii

Figura 4.10 - Espectros comparativos A, B e C referentes as solues dos corantes remazol amarelo, vermelho e azul respectivamente e D referente ao efluente B

........................................................................................................................... 58

Figura 4.11 Perfil do decaimento da absorbncia da soluo do corante puro

vermelho drimaren A e do efluente B, no comprimento de onda 518,9 nm ....... 59

Figura 4.12 - Aspecto da soluo do corante ndigo Blue antes e aps a eletrlise . 60

Figura 4.13 - Curvas de calibrao dos corantes vermelho drimaren A, amarelo remazol B, vermelho remazol C e azul remazol D ............................................. 62

xiii

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 - Porcentagem de corante retido no banho de tingimento ....................... 25

Tabela 2.2 - Produtos auxiliares utilizados no processo de tingimento ..................... 35

Tabela 3.1 - Equipamentos utilizados ....................................................................... 42

Tabela 3.2 - Substncias utilizadas ........................................................................... 42

Tabela 4.1 - Parmetros verificados na eletrlise das solues dos corantes .......... 50

Tabela 4.2 Parmetros verificados na eletrlise dos efluentes .............................. 55

Tabela 4.3 - Resultado da DBQ e DQO para o efluente ........................................... 63

Tabela 4.4 - Organoclorados testados no efluente degradado atravs de

cromatografia ..................................................................................................... 67

xiv

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABIQUIM - Associao Brasileira de Indstria Qumica

ABNT - Associao Brasileira de Normas tcnicas

ADE - nodo Dimensional estvel

AMREL - American reliance inc

CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental

CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente

COT - carbono orgnico total

DBO - demanda biolgica de oxignio

DQO - demanda qumica de oxignio

ECD Electron capture detector

EDTA - cido etilenodiamino tetra-actico

EIA - Estudo de impacto ambiental

LPS - Linear Power Supply

MEP - massa perdida no eletrodo

OD - oxignio dissolvido

pH - potencial hidrogeninico

POAs - Processos Oxidativos Avanados

RDX - hexahidro-1,3,5-trinitro-1,3,5-s-triazina

UV-VIS - Radiao Ultra-Violeta Visvel

xv

LISTA DE SMBOLOS

i - densidade de corrente eltrica

Q - carga eltrica

t - tempo

n - quantidade de matria

F - constante de Faraday

P - potncia eltrica

U - diferena de potencial

M - massa molar

S - siemens

ppm - partes por milho

E - energia

h - constante de Plank

c - velocidade da luz

- freqncia de radiao

- comprimento de onda

- nmero de onda

I - intensidade da luz

- coeficiente de extenso molar

A - absorbncia

Captulo 1 Introduo

1

1 INTRODUO

Todas as formas de vida existentes na Terra dependem da gua. Contudo, a

gua doce um prmio, pois mais de 97 % da gua do mundo gua do mar,

indisponvel para o uso domstico e industrial. Trs quartas partes da gua doce

esto presas em geleiras e nas calotas polares. Lagos e rios so as principais fontes

de gua potvel, mesmo constituindo em seu conjunto, menos de 0,01 % do

suprimento total de gua (COLIN, 2002).

O desenvolvimento desenfreado das grandes cidades sem um rigoroso

planejamento, leva a um acrscimo da poluio domstica e industrial, criando

condies ambientais inadequadas levando ao desenvolvimento de doenas,

poluio, aumento da temperatura, contaminao dos lenis freticos, entre outros.

Se a demanda humana por gua potvel for associada demanda industrial, chega-

se a uma situao alarmante, uma vez que as guas residuais utilizadas em

processos de fabricao atingem altos volumes (OLIVEIRA et al., 2003)

importante salientar que durante o processo industrial nem sempre possvel

no gerar resduos, ento, a minimizao dos mesmos levar a uma diminuio de

gastos com tratamento e disposio desses resduos. Os resduos gerados devem

ser gerenciados de acordo com a hierarquia estabelecida pela Resoluo Oficial da

Comunidade Europia, apresentado na Figura 1.1. O tratamento consiste em utilizar

tecnologias para adequar os resduos aos padres da Legislao Ambiental antes

de serem dispostos no meio ambiente, reduzindo a carga poluidora e minimizando o

impacto ambiental (PAWLOWSKI, 1998).

Dentro dessa demanda o setor txtil apresenta um especial destaque, por gerar

grandes volumes de efluentes, os quais, quando no corretamente tratados, podem

causar srios problemas de contaminao ambiental. Esses efluentes caracterizam-

se por serem altamente coloridos, devido presena de corantes que no se fixam

na fibra durante o processo de tingimento (KUNZ et al., 2002).

A indstria txtil apresenta um panorama bastante favorvel ao crescimento do

setor no Brasil. Apesar de ser uma atividade indispensvel, tem sido considerada de

alto impacto ao meio ambiente, principalmente devido produo de grandes

Captulo 1 Introduo

2

volumes de rejeitos contendo altas cargas de compostos orgnicos. Vrios corantes

usados no processo de tingimento mostram-se altamente txicos biota aqutica

(ou podem ser biologicamente transformados para espcies txicas) podendo causar

interferncia no processo da fotossntese natural do meio (PAWLOWSKI, 2003).

PREVENO

MINIMIZAO

DISPOSIO

TRATAMENTO

RECICLAGEM

PIOR

MELHOR

Figura 1.1 - Hierarquia nas opes de gerenciamento de resduos Fonte: PAWLOWSKI, 2003

Nos ltimos anos, vrias tecnologias vem sendo desenvolvidas com o intuito de

degradar os poluentes presentes nos efluentes industriais, dentre as tcnicas

presentes, na literatura, para a descolorao das guas residuais as mais utilizadas

so os processos de adsoro, precipitao, degradaes qumicas, eletroqumicas,

fotoqumicas e biodegradao.

Os processos de adsoro removem o corante encontrado nos efluentes,

atravs da passagem do referido material de amostragem em carvo ativo, slica gel,

bauxita, resinas de troca-inica, derivados de celulose, entre outros. A utilizao de

membranas especiais, tambm so propostas propiciando uma boa remoo da

cor. Em ambas as tcnicas, a metodologia consiste na separao efetiva de

molculas de corantes com dimenso suficientemente grande para serem separadas

do efluente (GUARATINI et al., 2000).

Captulo 1 Introduo

3

Pesquisa sobre biodegradao tem sido realizada na busca de

microorganismos, fungos ou bactrias, capazes de degradar ou mineralizar corantes.

Quando os efluentes possuem compostos resistentes degradao, se utilizam

agentes quelantes naturais produzidos pelos prprios fungos e bactrias. Estes

compostos, denominados siderforos, apresentam uma alta afinidade por metais,

principalmente ferro, formando complexos de alta estabilidade (KUNZ et al., 2002).

Os mtodos qumicos utilizados no tratamento de efluentes so bastante

variados e dependem, fundamentalmente, das caractersticas do efluente. Existem

procedimentos bastante simples, como: neutralizao cido-base, clorao e

precipitao qumica. Um dos mtodos qumicos mais utilizados para o tratamento

de gua destinada ao consumo humano a clorao, onde o cloro ir atuar como

desinfetante e oxidante, porm a presena de compostos orgnicos na gua poder

levar a formao de compostos organoclorados, podendo o produto final do

tratamento ser mais txico que o efluente de origem. Uma das desvantagens

apresentadas por este tipo de metodologia est justamente representada pela

introduo de novas substncias ao meio, muitas vezes agentes oxidantes enrgicos

(BRITO et al., 2004).

Compostos recalcitrantes ou refratrios que no so biodegradados pelos

organismos normalmente presentes em sistemas biolgicos de tratamento, sero

lanados nos corpos aquticos receptores. Devido ao efeito de acumulao, podem

atingir concentraes superiores dose letal de alguns organismos, como

invertebrados e peixes, levando ocorrncia de morte. Nesse caso, o oznio e os

processos oxidativos avanados (POAs) relacionados, tais como O3/UV, O3/H2O2,

O3/TiO2

O oznio um agente oxidante poderoso, tendo em meio cido E

, tm servido como alternativa para o tratamento de tais compostos,

mostrando-se bastante eficazes no processo de descontaminao do efluente

(ALMEIDA et al., 2004).

0 = 2,08 V,

quando comparado a outros agentes oxidantes conhecidos como H2O2,que nesse

mesmo meio possui E0 = 1,78 V. A oxidao de poluentes ou efluentes atravs da

ozonizao pode ocorrer de maneira direta ou indireta. A molcula de oznio

reagindo diretamente com outras molculas orgnicas ou inorgnicas realiza um

ataque via adio eletroflica . O ataque eletroflico do oznio pode acontecer a

Captulo 1 Introduo

4

tomos com uma densidade de carga negativa (N, P, O ou carbonos nucleoflicos)

ou a ligaes duplas ou triplas do tipo carbono-carbono, carbono-nitrognio e

nitrognio-nitrognio. Indiretamente, o oznio pode reagir com a gua gerando o

radical HO , que ir promover o ataque. A reao indireta no seletiva, sendo

capaz de promover um ataque aos compostos orgnicos 106-109

A degradao fotocataltica utiliza catalisadores e irradiao na regio do

ultravioleta e visvel, como um processo destrutivo. Embora a elevada eficincia da

fotocatlise heterognea permita uma rpida mineralizao de inmeras espcies

qumicas de relevncia ambiental, existem vrios inconvenientes de ordem prtica

que tem dificultado bastante a sua consolidao como alternativa de tratamento em

grande escala. Dentre as limitaes dessa tecnologia destacam-se: a necessidade

de fontes artificiais de radiao, dificuldades na penetrao da radiao no meio de

reao e dificuldades na separao dos fotocatalisadores, alm de dificuldades na

implementao de sistemas contnuos em grande escala (KUNZ et al., 2002).

vezes mais rpido

(KUNZ et al., 2002).

A degradao eletroqumica oferece certas vantagens na remediao de

efluentes aquosos, como a inexistncia ou pouca incidncia de odores fortes, a

desobrigao de adio de produtos qumicos durante o tratamento, com tempos

curtos de deteno do efluente e de fcil automatizao (ANGELIS et al., 1998).

Essa tecnologia permite a oxidao ou reduo de ons metlicos, cianetos,

compostos organoclorados, hidrocarbonetos aromticos e alifticos e seus

derivados, onde o reagente principal o eltron, evitando assim o uso de outros

compostos qumicos que podem apresentar-se com alta toxidez (OLIVEIRA et al,

2003).

1.1 Apresentao do Documento

A forma organizacional desse trabalho d-se atravs de 5 captulos como

segue:

Captulo 1 Introduo: onde se aborda a questo do interesse do trabalho de

pesquisa, identificando-se os objetivos que levaram a concepo do documento.

Captulo 1 Introduo

5

Captulo 2 Reviso bibliogrfica: Nesse captulo apresenta-se uma reviso

bibliogrfica dos conceitos utilizados para o desenvolvimento da pesquisa,

descrevem-se os processos de tratamento de efluentes tradicionais, bem como os

novos desenvolvimentos e pesquisas atualmente realizadas nesta rea.

Captulo 3 Materiais e Mtodos: Nessa sesso descreve-se o procedimento

experimental utilizado no desenvolvimento da pesquisa.

Captulo 4 Resultados e Discusso: os resultados alcanados na pesquisa

so expostos e discutidos.

Captulo 5 Concluses: Nesse captulo encontram-se as concluses obtidas

na realizao do trabalho, bem como sugestes de trabalhos futuros.

Anexos Contm as tabelas com os parmetros da legislao para o

lanamento de efluentes.

1.2 Objetivo Geral

O presente trabalho tem por objetivo o estudo da decomposio de algumas

substncias cromforas presentes em efluentes industriais, especialmente aquelas

oriundas de atividades txteis e tinturarias.

Para esse fim, promoveu-se a produo de agente oxidante atravs da

eletrlise de cloreto de sdio adicionado ao meio.

1.3 Objetivos especficos

O desenvolvimento do presente trabalho seguiu uma seqncia metodolgica

baseada em seus objetivos especficos, que se encontram abaixo relacionados:

1 - Determinar as condies experimentais de densidade de corrente eltrica e concentrao do eletrlito mais adequados para o processo de decomposio;

Captulo 1 Introduo

6

2 - Estudar as diferentes taxas de descolorao das solues de corantes puros reativos, azo bifuncionais e tambm de efluentes de tinturaria;

3 - Verificar a eficincia do processo eletroltico quando aplicado a um corante pertencente outra categoria;

4 - Determinar a eficincia do processo atravs de ensaios analticos, espectrofotometria nas regies do ultravioleta e do visvel;

5 - Avaliar o grau de degradao de matria orgnica atravs da DQO e DBO e a possvel formao de produtos organoclorados nocivos, por meio de cromatografia.

1.4 Motivao para a utilizao de efluentes de tinturarias

Muitas so as pesquisas voltadas para o tratamento de efluentes, que visam

encontrar tecnologias que permitam a degradao do grande nmero de substncias

que so lanadas durante os processos industriais, j que podem ser extremamente

prejudiciais ao meio ambiente, conseqentemente, ao ser humano.

A escolha por efluentes de tinturarias, deve-se ao fato de que esses so

responsveis pela gerao de grandes volumes. Outro fator relevante pela escolha,

o fato de que os corantes utilizados no processo de tingimento das fibras no so

fixados totalmente no processo, sendo eliminados em grande quantidade. Esses

corantes lanados ao meio ambiente, trazem srios riscos sade da populao

uma vez que muitos deles so considerados cancergenos.

Captulo 2 Reviso Bibliogrfica

7

2 REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 Degradao de efluentes lquidos

Muitos trabalhos esto sendo propostos com o intuito de viabilizar o uso de

diferentes tcnicas de degradao de efluentes lquidos.

Os processos de tratamento a serem adotados para o controle da poluio

pelos efluentes lquidos industriais e os materiais a serem empregados, devem ser

considerados observando certos fatores como: a reduo de perdas nos processos,

utilizao de processos mais modernos considerando-se a viabilidade tcnica e

econmica, otimizao, reduo do consumo de gua, a legislao ambiental

regional; o clima; a quantidade e a qualidade do lodo gerado na estao de

tratamento de efluentes industriais; a qualidade do efluente tratado; a segurana

operacional relativa aos vazamentos de produtos qumicos utilizados ou dos

efluentes; exploses e gerao de odor (GIORDANO, 1999).

2.2 Degradao eletroqumica

A degradao eletroqumica um processo, desenvolvido nos anos 90. H

pouco ou nenhum consumo de produtos qumicos e nenhuma produo de lodo. Os

metablitos gerados normalmente no so perigosos e o efluente tratado pode ser

lanado ao ambiente. Apresenta-se altamente eficiente e economicamente vivel

para remoo de cor e degradao de poluentes (ROBINSON et al., 2001).

O processo eletroqumico baseia-se na aplicao de um potencial capaz de

oxidar ou reduzir substratos de interesse. A eletro-oxidao direta de compostos

orgnicos, ocorre, na maioria das vezes, a potenciais altos e, em meio aquoso, a

reao de desprendimento de oxignio um caminho competitivo com a

degradao. Semicondutores imobilizados em eletrodos tm sido empregados para

diminuir esta competio. Vrios semicondutores, entre eles SnO2, tm apresentado


8

excelente eficcia eletroqumica quando empregados como elemento modificador de

eletrodos, por apresentarem alta condutividade e estabilidade em solues aquosas

cida, neutra ou bsica. No caso de oxidao indireta, a reao ocorre com espcies

que so geradas eletroquimicamente e que so capazes de oxidar os poluentes

orgnicos na soluo (FREIRE et al., 2000).

No processo eletroqumico, os poluentes so destrudos por qualquer um dos

processos de oxidao direto ou indireto. Em um processo andico direto da

oxidao, os poluentes so adsorvidos primeiramente na superfcie do nodo e

destrudos ento pela reao andica de transferncia do eltron. Em um processo

indireto da oxidao, oxidantes fortes como o hipoclorito e cloro, o oznio e perxido

de hidrognio so gerados no processo eletroqumico. Os poluentes so destrudos

ento na soluo pela reao de oxidao e reduo com esse oxidante gerado.

A velocidade da oxidao eletroqumica proporcional densidade de corrente

e depende da natureza e concentrao do eletrlito e temperatura da reao (YANG

e MCGARRAHAN, 2005).

Embora, o sulfato de sdio ou o cloreto de sdio sejam os sais comuns usados

para o processo, a maioria das indstrias txteis tem usado o cloreto de sdio devido

ao menor custo (RAJKUMAR e KIM, 2006).

O uso da eletrlise para o tratamento de efluentes, foi mencionado pela

primeira vez em 1887, quando Eugene Hermite patenteou um processo

eletroqumico. O processo consistia da eletrlise da mistura de gua com o esgoto

puro gerando cloro no nodo, que atuava como agente oxidante e bactericida. No

ctodo, hidrxido de magnsio funcionava como agente floculante (ANGELIS et al.,

1998).

Outro processo foi utilizado por Willian Webster, em Crossness, Londres,

conhecido como processo de Webster, empregava eletrodos de ferro, entretanto no

processo havia a formao de hidrxido de ferro que gerava corpo de fundo e

desodorizao do lquido sobrenadante (MILLER e KNIPE, 1965).

Em 1989, a CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental de

So Paulo), conclui a inviabilidade no uso do processo eletroltico divulgando em seu

relatrio que devido s variaes nas caractersticas dos efluentes a serem tratados,


9

era economicamente invivel pela falta de uma padronizao dos parmetros

eltricos. A durao dos eletrodos era de no mximo 7 meses. A planta piloto, que

era utilizada no perodo de investigao era de pequena capacidade, e no poderia

ser extrapolada para o processo industrial. Outro problema era o lodo produzido ao

final do processo, que no se apresentava estabilizado e exalava maus odores.

2.3 Eletroqumica

Os primeiros estudos em eletroqumica foram realizados por Galvani, em 1786.

Observou que ao aplicar uma diferena de potencial eltrico em uma perna de r

(um dos plos do elemento de descarga era fixado no nervo e o outro no msculo) a

mesma movia-se. Imaginou que o sistema formava um capacitor, descarregando a

sua eletricidade na perna. Em 1796, Volta reconhecendo a existncia do condutor

eletroltico (o que formava o tecido da perna da r, permitindo a passagem de

eletricidade), descobre as pilhas voltaicas, formadas por chumbo e prata imersos em

um eletrlito. Em 1800, Nicholson e Carlisle descobrem a eletrlise da gua,

envolvendo a liberao de hidrognio e oxignio (TICIANELLI e GONZALEZ, 1998).

2.3.1 O processo eletroqumico

A eletrlise consiste em dois eletrodos ou condutores eletrnicos, afastados

entre si, conforme apresentado na Figura 2.1, e mergulhados em um eletrlito ou

condutor inico, contido em um recipiente chamado clula unitria. Estes eletrodos

so ligados aos plos de uma fonte de corrente contnua, onde ao plo positivo liga-

se o nodo e ao negativo o ctodo. Ao se aplicar uma tenso entre os eletrodos ,

forma-se um campo eltrico entre eles. O campo eltrico gerado ir permitir a

oxidao, no nodo, ou reduo no ctodo, de ons metlicos, cianetos, compostos

organoclorados, hidrocarbonetos alifticos ou aromticos, sendo que o eletrlito


10

participa fundamentalmente no transporte de cargas eltricas geradas (TICIANELLI

e GONZALEZ, 1998).

A+-

ee

ctodo nodo

--

Figura 2.1 - Esquema do Processo Eletroltico

A transferncia de carga pode ser um processo catdico no qual uma espcie

reduzida pela transferncia de eltrons do eletrodo. Como exemplos podem ser

representadas as reaes 2.1 e 2.2 (QUAGLIANO e VALLARINO, 1979)

++ )()(2)(2 222 aqgl OHHeOH reao 2.1

)(2

)( 2 saq CueCu ++ reao 2.2

Por outro lado, a transferncia de carga pode ser um processo andico onde

uma espcie oxidada pela remoo de eltrons para o eletrodo. As reaes 2.3,

2.4 e 2.5 representam esse processo (QUAGLIANO e VALLARINO, 1979).


11

+ + )()(2)(2 442 aqgl HOeOH reao 2.3

)(2)( 22 gaq CleCl reao 2.4

4)(

3)(

++ aqaq CeeCe reao 2.5

Um processo eletroqumico s possvel em uma cela que apresente ambas

as reaes: catdica e andica, de forma a se manter um balano de cargas, isto ,

a quantidade de carga envolvida no processo de reduo tem que ser a mesma que

a envolvida no processo de oxidao, conforme demonstra a equao 2.1 (PONTE,

2000).

Ca QQ = Eq.2.1

2.3.2 Fenmenos associados com o processo eletroltico

O consumo de eletricidade associado quantidade total de substncias

oxidadas e reduzidas, o que inclui o desgaste do eletrodo (corroso) no processo da

eletrlise. Segundo a lei de Faraday assim enunciadas (RUSSEL, 1994) :

A 1a

A passagem de uma corrente eltrica de um condutor metlico para um

condutor eletroltico, ou vice versa, sempre acompanhada por uma reao

eletroqumica. Essa a forma genrica da enunciado da Lei de Faraday.

lei - A quantidade de substncias produzidas pela eletrlise proporcional

quantidade de eletricidade utilizada.

Pelo enunciado da lei de Faraday, conforme equao 2.2 a corrente i se torna

uma medida conveniente da taxa de reao na cela enquanto a carga Q , que passa

durante um perodo t indica a quantidade total de reao que ocorreu. A carga

necessria para a converso de m mol de um material em produto, em uma reao

com n eltrons (onde n o nmero de cargas envolvidas na reao), pode ser

calculada por essa lei (TICIANELLI e GONZALEZ, 1998).


12

== mnFidtQ Eq.2.2

onde F = 96.487 C.mol-1

P

. A quantidade de matria do material depositado obtido

pela razo entre a massa do material depositado, , e sua massa atmica, A , ou

seja , como expresso na equao 2.3 (TICIANELLI e GONZALEZ, 1998).

APm = Eq.2.3

2.3.3 Parmetros de controle do processo eletroqumico

Os sistemas de tratamento so controlados objetivando a eficincia de

remoo dos poluentes e os custos operacionais. So realizados testes iniciais em

escala de laboratrio, nos quais o processo testado e avaliado quanto aplicao

ao tratamento de efluentes especficos. Nestes testes so considerados parmetros

tais como: materiais dos eletrodos; distncia entre os eletrodos; diferena de

potencial aplicado, densidade de corrente; pH do meio; temperatura e tempo de

residncia (ALEGRE e DELGADILHO, 1993).

a) Carga eltrica.

A unidade correspondente carga eltrica (q) o Coulomb (C). O mdulo da

carga eltrica de um eltron 1,602.10-19 C. Sendo assim, um mol de eltrons

possui uma carga (1,602.10-19 C) x (6,022.1023 mol-1), ou seja, 9,6487.104 C.mol-1

,

que denominada constante de Faraday (F). A relao entre a carga eltrica e a

quantidade de matria, pode ser demonstrado pela equao 2.4 (HALLIDAY e

RESNICK, 2004).


13

Fnq .= Eq 2.4

onde:

q a carga eltrica

n o nmero de eltrons envolvidos nas reaes redox

F a constante de Faraday

b) Corrente eltrica

A corrente eltrica consiste na quantidade de carga que flui a cada segundo

atravs de um circuito. A unidade correspondente corrente eltrica o ampre (A).

Uma corrente de 1A corresponde a uma corrente de 1 C.s-1

Quando a densidade de corrente aplicada nos eletrodos muito alta, ou seja,

maior que 27 A.m

. A corrente vai

determinar a quantidade de espcies qumicas que sero oxidadas. Uma corrente

elevada pode significar perda de potncia, pois parte se dissipar como energia

trmica pela soluo (HARRIS, 2005).

-2

A passagem da corrente eltrica responsvel pelas diversas reaes que

ocorrem no meio: a oxidao de compostos (PULGARIN et al., 1994); a substituio

inica entre os eletrlitos inorgnicos e os sais orgnicos (YEH et al., 1995), com a

conseqente reduo da concentrao da matria orgnica dissolvida na soluo e

a desestabilizao das partculas coloidais por eletrocoagulao. Ocorre a gerao

de microbolhas e bolhas finas de hidrognio no ctodo, conforme demonstra a

reao 2.7, alm de ocorrer a eletroflotao de cogulos e flocos, conforme a reao

2.6, onde M representa o material dos eletrodos. A dissoluo qumica de nodos e

ctodos pode ser demonstrada pela equao global atravs da reao 2.8 (GENTIL,

1996).

, ocorre a formao de bolhas de hidrognio em excesso, essas

bolhas prximas superfcie do ctodo podero impedir a aproximao das

espcies junto superfcie do eletrodo e diminuem a velocidade da reduo

(ALEGRE e DELGADILLO, 1993). Isto pode ser evitado pelo controle da corrente,

pela agitao da soluo ou pela inverso dos plos dos eletrodos (SOBRINHO e

ZIMBARDI, 1987).


14

+ + neMM naqs )()( reao 2.6

)(2)()(2 222 gaql HOHeOH ++ reao 2.7

)(2)(2)(2)( )(2 gsls HOHMOHM ++ reao 2.8

c) Potncia eltrica

A potncia eltrica est diretamente relacionada com os custos operacionais. A

potncia o trabalho realizado por unidade de tempo, representada pela equao

2.5. A passagem da corrente eltrica est relacionada com a energia consumida

durante a reao e com a quantidade de espcies oxidadas ou reduzidas, de acordo

com a lei de Faraday.

iUP .= Eq 2.5

Sendo:

P a potncia

U diferena de potencial

i a corrente eltrica

A passagem da corrente eltrica a principal causa do processo de

eletrocoagulao, sendo responsvel tambm pelo seu custo, pois alm de estar

relacionada com a potncia consumida est diretamente relacionada com o

desgaste dos eletrodos, de acordo com a lei de Faraday (GIORDANO e BARBOSA,

2000; HARRIS, 2005).

d) Consumo do material do eletrodo

A passagem da corrente proporcional quantidade de metal, que compe o

eletrodo, gerado em soluo. Pela equao 2.6 possvel calcular a massa

consumida de eletrodo (GIORDANO e BARBOSA, 2000).


15

nFMtiPEM..... = Eq 2.6

PEM .. = massa perdida no eletrodo

i = corrente eltrica (A)

t = tempo de aplicao da corrente (s)

M = Massa molar do elemento predominante no eletrodo (g.mol-1

)

e) Tempo de residncia

O tempo de reteno da mistura, entre as placas dos eletrodos, est

diretamente relacionado com a eficincia do processo, considerando-se a passagem

de uma mesma corrente eltrica.

f) Distncia entre as placas dos eletrodos

A eficincia do processo est relacionada tambm com a distncia entre as

placas, pois a distncia proporcional resistncia eltrica da soluo, oferecida

passagem da corrente.

Se distncia entre os eletrodos for muito grande, ocorrer a perda de energia

por dissipao, ocorrendo um aumento da diferena de potencial. Efeito semelhante

ocorre se houver depsito de matria orgnica sobre os eletrodos ou pela formao

de camada de xidos sobre o ctodo. A adsoro de outras substncias na

superfcie dos eletrodos reduz os stios ativos levando a diminuio na velocidade

das reaes (QUEIROZ et al., 1994).

Foi observado que as diferenas de potencial devem ser inferiores a 2V, pois

acima destes valores estaria ocorrendo desperdcio de potncia (GIORDANO e

BARBOSA, 2000). Diversos experimentos foram realizados para a obteno da

correlao entre a condutividade eltrica das solues (SAVER e DAVIS, 1994), as

distncias entre as placas de eletrodos e a diferena de potencial (PESSOA, 1996).


16

g) Potencial Hidrogeninico (pH)

recomendvel que o pH esteja controlado na faixa de 6,5 a 7,0, que a faixa

onde so obtidas as maiores velocidades de reao. A velocidade de reao diminui

em pH inferior (SIFUENTES, 1992),ocorrendo tambm um aumento da corroso do

nodo, no sendo recomendvel do ponto de vista econmico (WIENDL, 1998).

Caso o pH esteja na faixa alcalina, a velocidade da reao tambm ir reduzir-

se, pois a reao do ctodo forma hidroxilas. Assim, ocorre durante o processo

eletroltico um aumento do pH do meio, dessa forma pode ser feita correo,

adicionando cido antes de iniciar o processo eletroltico (RUSSEL, 1994).

h) Temperatura

A temperatura tem influncia direta na eficincia do processo eletroltico. A

eficincia do processo aumenta com o aumento da temperatura (WIENDL, 1998),

principalmente porque as microbolhas do gs hidrognio geradas ascendem mais

rapidamente para a camada de espuma (flocos eletroflotados acumulados na

superfcie da camada eletroltica). Este efeito reduz a passivao dos eletrodos e

gera um conseqente aumento da eficincia do processo (MANNARINO, 1997).

2.3.4 Eletrlise da soluo aquosa contendo cloreto de sdio

Nas eletrlises em solues aquosas, em meio neutro, observa-se que os ons

oriundos da ionizao da gua afetam, em vrios casos, o processo eletroltico. Um

exemplo clssico aquele verificado na eletrlise do NaCl (RUSSEL, 1994).

_)()()( 222 aqaqaq ClNaNaCl +

+ reao 2.9

+ + )()()(2 222 aqaql OHHOH reao 2.10


17

No nodo, as reaes de oxidao, que teriam possibilidade de ocorrer, nesse

meio, so:

+ eClCl gaq 22 )(2)( reao 2.11

_)()(2)(2 442 eHOOH aqgl ++

+ reao 2.12

No ctodo, a reao de reduo, que possivelmente ocorre, no meio aquoso,

na presena de cloreto de sdio, ser:

_)()(2

_)(2 222 aqgl OHHeOH ++ reao 2.13

Como resultado desta eletrlise, verifica-se a formao de cloro gasoso, no

nodo, observado na reao 2.11 e hidrognio gasoso, no ctodo, observado na

reao 2.13. Durante o processo eletroltico a seqncia de reaes: dissociao do

eletrlito, reaes andica, catdica e a reao global podem ser respectivamente

representadas pelas reaes 2.9, 2.11, 2.13 e 2.14.

_)()()( 222 aqaqaq ClNaNaCl +

+ reao 2.9

+ eClCl gaq 22 )(2)( reao 2.11

_)()(2

_)(2 222 aqgl OHHeOH ++ reao 2.13

+ ++++ )()()(2)(2)(2)( 2222 aqaqgglaq OHNaHClOHNaCl reao 2.14


18

2.4 O uso da eletroqumica em processos de degradao

A tecnologia eletroqumica vem sendo aplicada no tratamento de guas

residuais com concentrao elevada de compostos orgnicos como fenis e

organoclorados. Outra aplicao na eletrodeposio de metais pesados de guas

residuais visando remov-los ou recuper-los. O uso de processos eletroqumicos

para reciclagem e a recuperao dos metais (chumbo, zinco, nquel) permitem obter

metais com maior pureza, e tambm uma alternativa menos poluente, desde que

evite a emisso de partculas dos gases, do enxofre e do metal (ROSELL, 2006).

Tendo como objetivo o desenvolvimento de uma tecnologia nova que

permitisse a remoo de poluentes aromticos nos solos, foi proposta a degradao

contendo do corante ndigo blue em meio lquido e remediao do solo, atravs de

dois mtodos. No mtodo indireto foram realizados a extrao do corante do solo

poludo e tratamento eletroqumico do lquido coletado. No mtodo direto realiza-se

o tratamento eletroqumico in situ, neste caso os compostos poluentes so

degradados por oxidantes ativos eletrogerados nos eletrodos (SANROMAN et al.,

2005).

Foi proposto em um trabalho, a viabilidade tcnica da aplicao do processo

eletroltico na remoo de DQO e de cor para o tratamento de efluentes de indstrias

de laticnios, as quais so grandes fontes de poluio devido ao seu alto teor de

matria orgnica, e efluentes da indstria txtil, pela elevada colorao devido

presena de corantes, sendo um dos principais problemas associados aos efluentes

gerados. Em ambos os casos estudados, o procedimento experimental consistiu de

ensaios do processo eletroltico, realizados em reatores de batelada utilizando

eletrodos reativos de ao carbono (ABNT 1020) e de alumnio. Foram avaliados: tipo

de material do eletrodo, distncia entre as placas, condutividade especfica da

soluo, pH e variao do potencial aplicado. Os resultados obtidos indicaram que o

processo eletroltico, nas condies operacionais estudadas, uma alternativa

tecnicamente vivel para a remoo de DQO em suspenso e de cor relacionada

com corantes sulfurosos. O percentual de remoo de carga orgnica do efluente da

indstria de laticnios variou de 60 a 80 %, em termos de DQO. Os dois tipos de

material de eletrodo (alumnio e ao carbono) foram eficientes na remoo de carga


19

orgnica suspensa. Os resultados de remoo de cor, com um tempo de eletrlise

de 20 minutos e uma diferena de potencial aplicada de 5,0 V, foram de

aproximadamente 97 % para a soluo de corante castanho e de 99 % para a

soluo de corante azul, com eletrodos de ao, enquanto que, com eletrodos de

alumnio, a remoo de cor foi menor que 96 % (SILVA et.al., 2000).

O processo eletroltico foi tambm proposto em outro trabalho, sendo sua

aplicao ao saneamento ambiental de balnerios, onde produziu resultados que

indicam ser este processo uma alternativa vivel para o tratamento de esgotos nos

balnerios. Utilizando amostras de esgotos sanitrios, com as condutividades

originais das amostras, pela adio de gua do mar, normalmente com valores

superiores a 2200 S.cm-1

Para o tratamento de um efluente de difcil biodegradao, de uma indstria de

condimentos (condimentos liofilizados, leos e guas de lavagens de mquinas), foi

proposto um trabalho formado por um sistema de eletrodos do tipo colmia , ou seja,

diversos eletrodos posicionados paralelamente, construdo com 14 placas

intercaladas de ao inoxidvel 304, de rea total andica da colmia 0,44 m

, distncia entre eletrodos de 1,0 cm; diferenas de

potencial inferior a 1 V, foram obtidas eficincias de reduo de DBO acima de 85 %,

da DQO acima de 90 % e do fsforo sempre superiores a 85 %. As reduzidas reas

necessrias possibilitam as instalaes das estaes de tratamento prximas

vizinhana e dos postos geradores de esgoto, com baixos custos para a implantao

de redes coletoras de esgotos, ou seja, reduzindo significativamente os custos de

todo o sistema de esgotamento sanitrio (GIORDANO e BARBOSA, 2000).

2

O tratamento eletroltico vem sendo usado em efluentes contendo fenol. Foi

feita reduo de fenol no efluente, contendo fenol a 120 ppm e Na

. As

eletrlises foram realizadas em volumes iniciais de 8,6 L de efluente bruto

vigorosamente agitados. Foi observado que a utilizao de eletrodos de ao

inoxidvel causam a liberao de ons de ferro no efluente, pela dissoluo dos

eletrodos durante a eletrlise. Essa liberao no acarreta problemas ambientais

desde que a corrente, a colmia de eletrodos e o tempo de residncia sejam

dimensionados de forma adequada. Inicialmente o on ferroso que gerado causa a

morte de microrganismos e, ao se oxidar a frrico, contribuem para a floculao e

sedimentao dos resduos slidos (ANGELIS et al., 1998).

2SO4 0,1 mol.L-1


20

como eletrlito, submetidos a diferentes tempos de eletrlise e intensidades de

corrente. A sua remoo aumentou proporcionalmente ao tempo de eletrlise e

atinge o mximo de 30 % em 1 hora a uma corrente de 1,0 A. Em meio cido os

compostos resultantes da oxidao do fenol so benzoquinona e hidroquinona,

representados na Figura 2.2, e cidos orgnicos alifticos. Em tempos prolongados

ou corrente maior, ocorre mineralizao, que a oxidao completa dos

compostos orgnicos a CO2 e H2

O (BIDOIA e NOTOYA, 2004).

O

O

p-Benzoquinona HidroquinonaOH

OH

Figura 2.2 - Estruturas da p-Benzoquinona e Hidroquinona Fonte: ALLINGER et al., 1978

2.5 Tratamento de efluentes txteis

O mtodo convencional de tratamento de guas residuais em indstrias txteis

consiste na coagulao qumica, tratamento biolgico seguido pela adsoro em

carbono ativado. Esse processo gera uma lama perigosa e volumosa e

posteriormente um problema da eliminao da lama. O tratamento biolgico dos

efluentes txteis mostrou uma degradao baixa devido presena dos corantes

que possuem alta massa molecular. Muitos trabalhos de pesquisa esto analisando

mtodos alternativos da oxidao e, dentre as tcnicas propostas, a degradao

eletroqumica se encontra em expanso (ROSELL, 2006).

Os efluentes txteis contm substncias que so usadas como insumos e

produtos auxiliares durante o processo de tingimento e acabamento, que so


21

removidos dos tecidos pelas guas de lavagem. Esses poluentes orgnicos podem

dar origem a problemas pelo fato de no serem biodegradveis e a eliminao deles

incompleta, e alm disso, alguns contaminantes tm um efeito txico s bactrias

aplicadas no processo de tratamento biolgico dos efluentes txteis (CASTILLO e

BARCEL, 2000).

As indstrias txteis causam impacto na qualidade da gua, devido ao grande

volume de efluentes gerados e suas propriedades fsico-qumicas. Esse impacto

devido a uma ao combinada de uma alta demanda qumica de oxignio (DQO),

slidos em suspenso, substncias dissolvidas, pH, cor e toxicidade (ABRAHO e

SILVA, 2002).

A maior preocupao com relao aos efluentes txteis est associada ampla

utilizao de corantes sintticos da famlia dos azocorantes, os quais possuem

carter carcinognico e mutagnico, alm de elevada resistncia degradao

natural (GONALVES et al., 1999).

Estudos avaliaram a remoo de cor e a degradao do corante reativo por

meio de um eletrodo macro-filme de TiO2

A investigao da remoo da cor de guas residuais de efluentes txteis,

utilizando bactrias, demonstrou o grande potencial deste tipo de tratamento na

remoo de corante azo. Para baixas condies anaerbicas, este sistema pode

alcanar remoo total da cor com curto tempo de exposio (PEARCE et al., 2003).

, observando que aps 20 minutos de

fotoeletrocatlise com um potencial de 1,0 V em baixa concentrao de corante, a

remoo da cor era de 100 % (CARNEIRO et al., 2004).

Uma outra proposta de trabalho foi buscar uma adequao da tecnologia da

eletrofloculao para tratamento de efluentes industriais contendo o corante ndigo

blue, visando sua recuperao e posterior reutilizao. O processo consiste na

oxidao do leucondigo (radical aninico) na presena de bolhas de oxignio

geradas eletroliticamente, conduzindo a formao do ndigo (PASCHOAL e

TREMILIOSI-FILHO, 2005)


22

2.6 Corantes txteis

A produo mundial de corantes e pigmentos so estimados entre 750.000 e

800.000 t/ano, sendo que cerca de 26.500 t/ano so consumidas no Brasil. Desta

quantidade, aproximadamente 12 % dos corantes orgnicos so perdidos durante as

etapas de produo e processamento. Esta perda relativamente pequena

comparada com outros poluentes, como pesticidas, solventes e detergentes; porm,

importante enfatizar que a aplicao destes materiais geralmente envolve diluio,

gerando um grande volume de efluente lquido (CATANHO et al., 2006).

Esses corantes, quando no so resistentes aos tratamentos biolgicos,

apresentam uma cintica lenta de degradao. Os corantes reativos so muito

usados pela sua propriedade de ligarem-se s fibras txteis por meio de ligaes

covalentes, porm, sua proporo de fixao nos tecidos varivel, por volta de 60

a 90 %, razo pela qual, quantidades substanciais so descartadas nos efluentes

aquosos (BERTAZZOLI e PELEGRINI, 2002).

Corantes txteis so compostos orgnicos que tem por finalidade conferir a

uma certa fibra determinada cor, sob condies de processo pr-estabelecidas. Os

corantes txteis so substncias que ficam impregnadas as fibras txteis reagindo

ou no com o material, durante o processo de tingimento. Os corantes so

classificados em funo da fixao do cromforo da molcula ao substrato. Para

cada tipo de fibra, h uma determinada categoria de corante. Para as fibras

celulsicas, como o algodo, seda e o rayon, so aplicados os corantes reativos,

diretos, azicos, sulfurosos e a cuba. No caso das fibras sintticas, como polister,

utilizam-se corantes dispersos; para os acrlicos os corantes bsicos; e para o Nylon

(poliamida), os corantes cidos. No caso da seda, os corantes reativos, e para a l,

corantes cidos e reativos (ABIQUIM, 2006).

Estima-se que em mdia 20 % dos corantes txteis sejam descartados em

efluentes, devido s perdas ocorridas durante o processo de fixao s fibras. A

remoo desses compostos dos rejeitos industriais, considerando que os corantes

no pertencem a uma mesma classe de compostos qumicos, englobando diversas

substncias com grupos funcionais diferenciados, com grande variedade na


23

reatividade, solubilidade, volatilidade, estabilidade, por sua vez, requerem mtodos

especficos para identificao, quantificao e degradao. No possvel, remover

adequadamente qualquer corante, adotando apenas um procedimento, e tambm o

uso rotineiro de vrios aditivos qumicos, antiespumantes, dispersantes, ajustadores

de pH, adicionados durante o banho de tintura, dificulta o processo de remoo

(ZANONI e CARNEIRO, 2001).

Corantes compreendem dois componentes principais: o grupo cromforo,

responsvel pela cor e o grupo funcional que permite a fixao nas fibras do tecido

(DURN et al., 2000).

Existem vrios grupos cromforos utilizados atualmente, conforme apresentado

na Figura 2.3, sendo esses responsveis pela cor caracterstica do corante.

p-Quinona o-Quinona

Azo

N

N

N

N

O

N O

Azoxi

N OO

NitroitrosoN

Figura 2.3 - Alguns grupos cromforos constituintes dos corantes Fonte: ALLINGER et al.,1978

Os mais representativos e largamente utilizados so os da famlia dos azos

corantes. Os azo corantes, como pode ser visto na Figura 2.4, representam

atualmente cerca de 60 % do mercado mundial de corantes, sendo amplamente

utilizados no tingimento da fibra txtil (VANDEVIVERE et al, 1998).


24

R

R

N N

N N

R

R

HO

H2N

Figura 2.4 - Estrutura qumica de um corante tipo azo Fonte: KUNZ et al.,2002

Os grupos auxocromos, apresentados na Figura 2.5, intensificam as cores e

proporcionam qualidades tintoriais. A estabilidade da molcula do corante

diretamente associada fora de ligao qumica dos tomos componentes dos

grupos cromforos ou auxocromos (GUARATINI e ZANONI, 2000).

-NH2

-NHR -NR2

-COOH

-OH

Amino

Amino substitudos ou

Carboxlicos

Hidroxlicos

Figura 2.5 - Grupos funcionais auxocromos constituintes dos corantes Fonte: ALLINGER et al.,1978

A porcentagem de corante fixada ao substrato txtil muito importante do

ponto de vista econmico, sendo recomendvel corantes com nveis elevados de

fixao. A Tabela 2.1 mostra as diversas classes de corantes e suas porcentagens

de massa retida nos banhos.


25

Tabela 2.1 - Porcentagem de corante retido no banho de tingimento

Classe do corante % do corante retido nos banhos

Bsico 2-3

cido 7-20

Complexo metlico 1-5

Direto 5-30

Reativo 5-50

A cuba 5-20

Sulfuroso 30-40

Disperso 5-20

Fonte: CETESB, 2002

O processo de tingimento, as caractersticas tcnicas que se quer atingir em

matria de solidez como, por exemplo, luz, frico, ao suor, etc. e a afinidade

tintorial (capacidade das fibras txteis de absorver corantes) so os fatores que

influenciam na aplicao de um tipo de corante (GUARATINI e ZANONI, 2000).

2.6.1 Corantes reativos

Os grupos de corantes reativos, utilizados para o tingimento de algodo,

apresentam alta solubilidade em gua e estabelecem uma ligao qumica do tipo

covalente entre a fibra, conferindo maior estabilidade cor ao tecido tingido quando

comparado a outros tipos de corantes. O grupo reativo estabelece a ligao

covalente com o grupo hidroxila das fibras de celulose, com os grupos amino,

hidroxila e tiis das fibras proticas e amino das poliamidas. Existem numerosos

tipos de corantes reativos, porm os principais contm a funo azo e antraquinona

como grupos cromforos e os grupos clorotriazinila e sulfatoetilsulfonila como grupos

reativos. A reao qumica se processa diretamente atravs da substituio do grupo

nucleoflico pelo grupo hidroxila da celulose. Um exemplo o tingimento usando


26

compostos contendo sulfatoetilsulfona, cuja adio do corante fibra requer apenas

a prvia eliminao do grupo sulfato em meio alcalino gerando o composto

vinilsulfona( 22 CHCHSO = )(TWARDOKUS, 2004).

O processo de tintura do algodo contendo o grupo sulfatoetilsulfona sendo

centro reativo da molcula, ocorre de acordo com as reaes demonstradas na

Figura 2.6 (GUARATINI e ZANONI, 2000).

42223222

_

SONaCHCHSOCoranteNaOSOCHCHSOCorante OH +=

CeluloseOCHCHSOCoranteCeluloseOCHCHSOCorante OH += 22222_

Figura 2.6 - Tintura de algodo com corante reativo contendo o grupo vinilsulfona Fonte: GUARATINI e ZANONI, 2000

Outro exemplo o grupo diclorotriazina (heterocclico com 3 tomos de

carbono e 3 de nitrognio). No processo de tingimento a ligao covalente entre a

celulose e o corante acontece quando os tomos de cloro so substitudos por

grupos OH- Figura 2.7 , conforme representado na .

N

NN

Cl

Cl

Corante

OH-

Algodao~ N

NN

Corante O

OAlgodao~

Algodao~

Figura 2.7 - Tintura de algodo com corante reativo contendo o grupo triazina Fonte: GUARATINI e ZANONI, 2000


27

2.6.2 Corantes diretos

Este grupo de corantes caracteriza-se como compostos solveis em gua

capazes de tingir fibras de celulose como o algodo e a viscose, atravs de

interao de Van der Waals. A afinidade do corante aumentada pelo uso de

eletrlitos, pela planaridade na configurao da molcula do corante ou a dupla-

ligao conjugada que aumenta a adsoro do corante sobre a fibra. Esta classe de

corante constituda principalmente por corantes contendo mais de um grupo azo

(diazo, triazo) ou pr-transformados em complexos metlicos. A Figura 2.8

apresenta um exemplo da estrutura de um corante direto, contendo grupos diazo

como grupos cromforos (GUARATINI e ZANONI, 2000).

Nas ltimas dcadas as atividades de pesquisa dos fabricantes de corantes

diretos tm sido relativamente pequenas quando comparadas grande

comercializao dessa classe de corante. A grande vantagem desta classe de

corantes o alto grau de exausto durante a aplicao e conseqentemente

diminuio do contedo do corante nas guas de descarte (GUARATINI e ZANONI,

2000).

SO3Na

N

NH

H

N

SO3Na

N

NH

H

N

Figura 2.8 - Vermelho de Congo Fonte: GUARATINI e ZANONI, 2000

2.6.3 Corantes azicos

Possui o grupo N=N- (grupo azo). A reao do cido nitroso (HONO) com

uma anilina Ar-NH2

Figura 2.9

origina o Ar-N=N+ (on diaznio), que rapidamente reage com

outra anilinas ou fenis originando a formao de compostos azicos. A crisoidina,

apresentada na um exemplo desse tipo de corante (ARAJO, 2005).


28

N N NH2

NH2H Cl

Figura 2.9 - Corante azico ( crisoidina) Fonte: ARAJO, 2005

2.6.4 Corantes cidos

O termo corante cido corresponde a um grande grupo de corantes aninicos

portadores de um a trs grupos sulfnicos. A Figura 2.10 apresenta um exemplo da

estrutura qumica de um corante cido violeta. Estes grupos substituintes ionizveis

tornam o corante solvel em gua, sendo importantes na aplicao do corante em

fibras proticas (l e seda) e em fibras de poliamida sinttica.

No processo de tintura, o corante previamente neutralizado em soluo

contendo cloreto, acetato, hidrogenossulfato entre outros, se liga fibra atravs de

uma troca inica envolvendo o par de eltrons livres dos grupos amino e carboxilato

das fibras proticas, na forma no-protonada.

Estes corantes caracterizam-se por substncias com estrutura qumica

baseada em compostos azos, antraquinona, triarilmetano, azinas, xanteno,

ketonimina, nitro e nitroso, que fornece uma ampla faixa de colorao e grau de

fixao (GUARATINI e ZANONI, 2000).

+N(CH3)2

NH

CH3

SO3-

O3S- OCH2CH3

Figura 2.10 - Corante cido violeta Fonte: GUARATINI e ZANONI, 2000


29

2.6.5 Corante a cuba

uma grande e importante classe de corantes baseada nos ndigos,

tioindigides e antraquinides. Eles so aplicados praticamente insolveis em gua.

O processo de reduo do corante a cuba com ditionito em soluo alcalina, origina

um composto solvel (forma leuco), conforme apresentado na Figura 2.11.

Posteriormente, a subseqente oxidao pelo ar, perxido de hidrognio, etc.,

regenera a forma original do corante sobre a fibra. Neste tipo de corante, o grupo

carbonila pode estar situado no grupo etilnico ou em subunidades alicclicas, onde

*=1 (ndigo), *=2 (antraquinona), *=4 (pirantrona).

A maior aplicao deste tipo de corante tem sido a tintura do algodo, embora

devido s suas excelentes propriedades de fixao, outros materiais tambm tem

sido utilizados. Entretanto, como a produo qumica de Na2S2O4

(hidrossulfito ou

ditionito de sdio) pode causar problemas ecolgicos, o custo desta classe de

corantes tem sido bastante alto (GUARATINI e ZANONI, 2000).

O C C OCC( ) + S2O4-+ 4OH

-O C C OCC( )-

-

corante forma leuco* *

Figura 2.11 - Reduo do corante a cuba Fonte: GUARATINI e ZANONI, 2000

2.6.6 Corantes de enxfre

uma classe de corantes que aps a aplicao se caracterizam por compostos

macromoleculares com pontes de polissulfetos (-S-Sn

Na

-S-), os quais so altamente

insolveis em gua. Em princpio so aplicados aps pr-reduo em banho de

ditionito de sdio que lhes confere a forma solvel e so reoxidados

subseqentemente sobre a fibra pelo contato com o ar.

Figura 2.12 tem-se um exemplo da reao de corantes contendo grupo

tiossulfato com on sulfeto e subseqente formao dos corantes com pontes de

dissulfeto. Estes compostos tm sido utilizados principalmente na tintura de fibras


30

celulsicas, conferindo as cores pretas, verde oliva, azul marinho, marrom,

apresentando boa fixao (GUARATINI e ZANONI, 2000).

232

3 ++ SOSSRSSOSR

233 ++ SORSSRSRSOSR

Figura 2.12 - Reao de corantes contendo grupo tiossulfato com on sulfeto Fonte: GUARATINI e ZANONI, 2000

2.6.7 Corantes dispersos

Constitui uma classe de corantes insolveis em gua aplicados em fibras de

celulose e outras fibras hidrofbicas atravs de suspenso (partculas entre 1 a 4

micra). Durante o processo de tintura o corante sofre hidrlise, conforme

apresentado pela reao na Figura 2.13, e a forma originalmente insolvel

lentamente precipitada na forma dispersa (finalmente dividido) sobre o acetato de

celulose.

O2N

NO2

N N NCH2CH3

CH2SO3NaHidrolise durante o tingimento

O2N

NO2

N N NCH2CH3

H

Figura 2.13 - Exemplo de corante solubilizado temporariamente atravs de reao de hidrlise ( V- corante vermelho de Lonamina KA)

Fonte: GUARATINI e ZANONI, 2000

O grau de solubilidade do corante deve ser pequeno, mas definido e influencia

diretamente o processo e a qualidade da tintura. Usualmente o processo de tintura

ocorre na presena de agentes dispersantes com longas cadeias que normalmente

estabilizam a suspenso do corante facilitando o contato entre o corante e a fibra

hidrofbica. Esta classe de corantes tem sido utilizada principalmente para tinturas


31

de fibras sintticas, tais como: acetato de celulose, nylon, polister e poliacrilonotrila

(GUARATINI e ZANONI, 2000).

2.7 Fixao do corante s fibras txteis

Segundo GUARATINI e ZANONI (2000) a fixao da molcula do corante a

essas fibras feita, geralmente, em soluo aquosa e suas interaes podem ser

atravs:

a) Interao atravs de ligaes inicas

So tingimentos baseados em interaes mtuas entre o centro positivo dos

grupos amino e carboxilatos presentes na fibra e a carga inica da molcula do

corante ou vice-versa. Exemplos caractersticos deste tipo de interao so

encontrados na tintura de l, seda e poliamida.

b) Interao atravs de pontes de hidrognio

So tinturas provenientes da ligao entre tomos de hidrognio

covalentemente ligados nos corantes e pares de eltrons livres de tomos doadores

em centros presentes na fibra. Esse tipo de interao encontrado em tintura de l,

seda e fibras sintticas como acetato de celulose.

c) Interao atravs de ligaes de Van der Waals

So tingimentos baseados na interao proveniente da aproximao mxima

entre orbitais do corante e da molcula da fibra, de tal modo que as molculas de

corante so ancoradas firmemente sobre a fibra por um processo de afinidade,

sem formar uma ligao. Esta atrao especialmente efetiva quando a molcula do

corante linear, longa ou achatada e pode assim se aproximar o mximo possvel

da molcula da fibra. Exemplos caractersticos deste tipo de interao so


32

encontrados na tinturaria de l e polister com corantes com alta afinidade por

celulose.

d) Interao atravs de ligaes covalentes

So provenientes da formao de uma ligao covalente entre a molcula do

corante contendo grupo reativo (grupo eletroflico) e resduos nucleoflicos da fibra,

apresentado na reao atravs da Figura 2.14. uma interao caracterstica em

tinturas de fibra de algodo.

R

H

ClN

N N

Corante

+ H O CeluloseFibra

OH_ R

H

N

N N

O Celulose

+H Cl

Figura 2.14 - Interao covalente entre um corante contendo o grupo triazina(reativo) e grupos hidroxila da celulose(algodo)

Fonte: GUARATINI e ZANONI, 2000

2.8 O processo do beneficiamento txtil

O processo txtil para a produo dos tecidos dividido em fiao, tecelagem

e acabamento. Na etapa de fiao, a matria prima (algodo), ser processada

nos abridores, batedores, cardas, passadores, penteadeiras, maaroqueiras,

filatrios, retorcedeiras e conicaleiras. Nesta etapa no h gerao de efluentes

lquidos. Na etapa de tecelagem, tambm gerada a seco, os fios tingidos ou crus so

transformados em tecidos nos teares. A etapa seguinte, o processo de

desengomagem, uma importante fonte geradora de efluentes lquidos poluidores

(BRAILE e CAVALCANTI, 1993).

Os processos de acabamento que geram efluentes lquidos so determinados

como (ABRAHO e SILVA, 2002):


33

- Tratamento prvio ou preparao

-

: um conjunto de operaes utilizadas para

preparar o material txtil a ser tingido, estampado ou receber um dado acabamento,

designado por alvejamento.

Tingimento

-

: operao de colorao uniforme do material txtil.

Estamparia

-

: Aplicao de um desenho colorido no material txtil.

Acabamento

O tingimento pode ocorrer em processos contnuos ou descontnuos

(esgotamento). No tingimento por esgotamento, uma certa quantidade de substrato

txtil, geralmente de 100 a 1000 kg, carregada em uma mquina de tingimento e o

substrato levado a atingir um equilbrio, ou prximo dele com a soluo do banho

que contm o corante. Os auxiliares qumicos e as condies do banho so

controlados (principalmente temperatura) para se obter as condies timas de

tingimento. O corante fixado na fibra usando calor e produtos qumicos. O

substrato tingido lavado para remover os corantes no fixados e os produtos

qumicos (ABRAHO e SILVA, 2002).

: efetuado sobre o tecido alvejado, tingido ou estampado. Nas fases de

acabamento txtil so utilizadas, alm do substrato txtil (fios, fibra, tecidos ou

confeces), diversas substncias como a gua, resinas, corantes, tensoativos..

O processo de tingimento contnuo consiste tipicamente na aplicao do

corante, fixao do corante com produtos qumicos ou calor e lavagem, sendo que a

fixao do corante nas fibras ocorre mais rapidamente em tingimento contnuo que

em batelada (STEINHART, 2000).

O grau de adsoro do corante fibra funo de vrios fatores, tais como:

temperatura, pH, auxiliares qumicos e tempo (PERES e ABRAHO, 1998).

Os produtos qumicos auxiliares utilizados na indstria txtil so substncias

constitudas por uma parte hidroflica (polar) e uma parte hidrofbica (apolar) que

tem a propriedade de reduzir a tenso superficial dos lquidos. Conforme so

combinados os diferentes tensoativos obtm-se uma determinada ao e,

conseqentemente, uma diferente aplicao. A formulao normalmente se baseia

em uma base (tensoativa ou no) e demais tensoativos auxiliares. Os tensoativos

possuem diferentes aes e aplicaes (STEINHART, 2000):


34

a) Carriers

: Possuem, como base de formulao, substncias no tensoativas,

porm contm tensoativos em sua formulao. A substncia ativa tem afinidade pela

fibra, mas no solvel em gua. Por isso so necessrios tensoativos a fim de se

emulsionar o princpio ativo em ao.

b) Igualizantes

: So produtos especficos para determinadas fibras ou corantes. Na

escolha do igualizante, relevante determinar o tipo de fibra a ser tingida e o tipo de

corante escolhido. Existem trs tipos de ao dos igualizantes: ter afinidade com a

fibra, ter afinidade com o corante e, no ter afinidade com o corante ou fibra, tendo

sua ao exclusivamente na alterao da tenso superficial.

c) Retardantes

: So igualizantes constitudos por tensoativos catinicos.

d) Dispersantes

: So chamados de colide protetor, tendo como funo principal

impedir reaglomerao dos slidos, ou seja, manter a melhor disperso.

e) Umectantes

: Esses tensoativos tm como funo principal extrair o ar presente no

tecido em gua, mais especificamente substituir as superfcies de contato ar/tecido

por uma superfcie de contato gua/tecido.

f) Detergentes

: So tensoativos que possuem a propriedade de umectar os

substratos txteis, permitindo que, pela quebra da tenso superficial da gua, a

sujeira seja facilmente removida do material para a fase liquida. Mantm em

suspenso as partculas removidas, no permitindo que se reaglomerem e se

depositem na superfcie do substrato. Tm a propriedade de emulsionar as gorduras

ou leos presentes nos substratos txteis.

g) Antiespumantes: Agem na estrutura da espuma fazendo com que a mesma perca

elasticidade e se rompa.


35

h) Amaciantes

Os produtos qumicos auxiliares mais utilizados no processo de tingimento,

podem ser observados na

: conferem a sensao de maciez e volume, que dada pela parte

hidrfoba da base amaciante. Por esse motivo, a absoro de gua dos materiais

txteis fica prejudicada quando da aplicao de um amaciante (PERES e

ABRAHO, 1998).

Tabela 2.2.

Tabela 2.2 - Produtos auxiliares utilizados no processo de tingimento Descrio Composio Funo

Sais Cloreto de sdio

Sulfato de sdio

Retardantes

cidos Actico

Sulfrico

Controle de pH

Bases Hidrxido de sdio

Carbonato de sdio

Controle de pH

Sequestrantes EDTA Sequestrantes

Dispersantes e

Surfactantes

Aninicos

Catinicos

No-inicos

Amaciante

Dispersantes de corantes

Agentes oxidantes Perxido de

hidrognio

Nitrito de sdio

Insolubilizantes de corantes

Agentes redutores Hidrossulfito de sdio

Sulfeto de sdio

Remoo de corantes no

reagidos: Solubilizantes

Carries Organoclorados Aumento de adsoro

Fonte : PERES e ABRAHO, 1998


36

2.9 O uso da eletroqumica em processos de degradao de efluentes txteis

Uma aplicao do tratamento eletroqumico muito utilizada, no processo de

degradao de corantes gerados nos efluentes das indstrias txteis. Esse processo

pode ser realizado atravs de uma eletrlise direta na superfcie do eletrodo, ou

gerando um intermedirio reativo que venha a atacar o cromforo (CARNEIRO et al.,

2005).

Os mtodos tradicionais de degradao no so eficazes no que se refere

remoo dos corantes encontrados nos efluentes txteis. A remoo atravs de

mtodos eletroqumicos/ fotoeletroqumicos so mais promissores, e os produtos

finais da degradao podem ser somente CO2 e H2O, dependendo do sistema e do

tempo de aplicao do processo. Pensando nisso, foi realizada a degradao do

corante Alaranjado Remazol 3R, em uma clula de fluxo contnuo utilizando eletrodo

de platina, pois o mesmo permite a elucidao de um mecanismo de degradao.

Tcnicas de voltametria cclica e de potencial fixo so utilizadas onde so

apresentados os efeitos do aumento da concentrao de NaCl de 0,1 a 1,0 g.L-1 ,

variando o potencial aplicado de 1,8 a 2,2 V em 1 hora e usando uma membrana

aninica separadora. A voltametria cclica foi realizada em soluo de H2SO4 (0,5

mol.L-1), na presena e ausncia de diferentes concentraes de NaCl como

eletrlito suporte. Foi observado que ao se adicionar NaCl ao eletrlito suporte

ocorrem processos de oxidao/reduo na superfcie do eletrodo e aumento da

corrente, comparado com o perfil obtido na presena de H2SO4. Ao ser adicionado o

corante Alaranjado Remazol 3R (35 mg.L-1

Em uma outra proposta foi realizada a degradao de corantes reativos atravs

da oxidao eletroqumica gerando cloro in situ. Para a gerao do cloro in situ na

soluo do corante, utilizou-se o nodo dimensionalmente estvel baseado em

titnio. O nodo utilizado nessa proposta era de titnio revestido com os xidos do

titnio, rutnio e irdio disponvel no mercado comercial, com ctodo de placa de ao

inoxidvel. A rea de superfcie eficaz do nodo e do ctodo eram 27,7 cm

) ocorreu pouca variao no perfil

voltamtrico, indicando que a oxidao ocorre por mecanismo homogneo, mediado

por espcies oxidantes formadas eletroquimicamente na superfcie do eletrodo

(MALPASS et al., 2006).

2 e 50


37

cm2, respectivamente. Os eltrodos foram posicionados verticalmente e paralelos,

distantes 10 mm em um 1 litro de soluo do corante reativo As solues dos

corantes reativos (100 mg.L-1) mostraram uma remoo completa da cor em uma

concentrao de eletrlito suporte 1,5 g.L-1 de NaCl e densidade d

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