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TRATAMENTO EFLUENTE INDÚSTRIA TÊXTIL …abes-dn.org.br/publicacoes/engenharia/resaonline/v7n12/v7n12a01.pdf · Diversos problemas envolvem as estações de tratamento de efluentes

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30 engenharia sanitária e ambiental Vol. 7 - Nº 1 - jan/mar 2002 e Nº 2 - abr/jun 2002

TRATAMENTO DO EFLUENTE DE UMA INDÚSTRIA TÊXTIL.PROCESSO FÍSICO-QUÍMICO COM OZÔNIO E

COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO

MARIA ELIZA NAGEL HASSEMER

Engenheira Sanitarista, Mestre em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal de Santa Catarina.

MAURÍCIO LUIZ SENS

Engenheiro Sanitarista, Doutor em Engenharia Ambiental pela Universidade de Rennes, França. Professor do Departamento deEngenharia Sanitária e Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina.

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RESUMO

Diversos problemas envolvem as estações de tratamento deefluentes têxteis, especialmente o baixo nível de eficiência deremoção da cor. O presente trabalho investigou o tratamentodesses efluentes por meio da ozonização e da floculação. Ensaiosforam realizados para encontrar a dosagem mínima de ozônioque fosse efetiva para o tratamento, utilizando um piloto deozonização. Ensaios de coagulação-floculação determinaram adosagem ótima de sulfato de alumínio, de cal e de polímero, paraavaliar a remoção de cor e turbidez. No tratamento com coagula-ção-floculação, a eficiência de remoção de cor foi de 98% (com esem polímero) e, para a turbidez, foi de 95% sem polímero e de98% com polímero, para um tempo de decantação de 7 minu-tos. A pré-ozonização com pequenas dosagens de ozônio nãoaumentou a eficiência de remoção dos parâmetros analisadospara esse efluente e para o tipo de polímero utilizado.

PALAVRAS-CHAVE: tratamento de efluente têxtil, tratamentofísico-químico, ozonização, floculação.

ABSTRACT

A variety of problems involve the textile effluent treatment stations,principally the low efficiency in the removal of colour. This workinvestigated the treatment of these textile effluents throughozonization and flocculation. Ozonization tests were carried out inorder to determine the minimum dose of ozone which would beeffective in the treatment, utilising a pilot ozonization. Coagulation-flocculation tests determined the optimum dose of aluminiumsulphate, of lime and of the polymer, to evaluate the removal of colourand turbidity. In the treatment with coagulation-flocculation theremoval efficiency of colour were 98% (with and without polymer)and for turbidity, were 95% without polymer and 98% withpolymer, for a seven minutes decantation time. The pre-ozonizationwith low doses of ozone did not enhance the removal efficiency for theparameters analysed for this effluent and for this kind of polymerutilised.

KEYWORDS: Textile effluent treatment, physical-chemicaltreatment, ozonization, flocculation.

INTRODUÇÃO

As indústrias têxteis constituem fa-tor de grande importância na economiabrasileira. Os estados de Santa Catarina eSão Paulo são os maiores pólos têxteis emvolume de produção do Brasil. Oprocessamento têxtil é gerador de grandequantidade de despejos altamentepoluidores, contendo elevada carga orgâ-nica, cor acentuada e compostos quími-cos tóxicos ao homem e ao meio ambien-te. Os processos e despejos gerados pelaindústria têxtil variam à medida que apesquisa e o desenvolvimento produzemnovos reagentes, novos processos e novastécnicas, e também de acordo com a de-manda do consumo por outros tipos detecidos e cores. Numerosas operações sãonecessárias a fim de dar ao tecido o máxi-mo de propriedades, gerando assim, emcada etapa, diferentes despejos.

A técnica da ozonização tem sidomuito usada nos últimos anos no trata-mento desses despejos, em virtude de seualto potencial de oxidação. O ozônio rea-ge facilmente com a maior parte doscorantes utilizados nas indústrias têxteis.A ozonização combinada com a coagula-ção-floculação representa uma eficientealternativa para o tratamento dessesefluentes (CAMEL e BERMOND,1998).

Segundo KAWAMURA (1996), apré-ozonização nem sempre melhora afloculação, e ainda segundo SIDDIQUIet al. (1997), a pré-ozonização pode ini-bir a efetividade da coagulação. Para LINe LIN (1993), a turbidez aumenta com otempo de ozonização, dificultando a re-dução de cor. A explicação para isso é oaumento significativo da quantidade desólidos suspensos durante a ozonização.

O presente trabalho tem como ob-

jetivo o tratamento físico-químico paraefluentes têxteis, empregando técnicas decoagulação/floculação e oxidação comozônio.

A INDÚSTRIA TÊXTIL E OTRATAMENTO DE SEUSEFLUENTES

No que diz respeito à produção e aonúmero de trabalhadores que ocupa, aindústria têxtil é uma das maiores domundo, e todas se caracterizam por re-querer grandes quantidades de água,corantes e produtos químicos utilizadosao longo de uma complexa cadeia pro-dutiva (SANIN, 1997).

Cerca de 100 m3 de água são con-sumidos em média para cada tonelada detecido processado, gerando 100 kg deDQO (BERGNA et al., 1999).

A cor forte é a característica mais

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notória do efluente têxtil. O problemada cor está associado aos corantes, especi-almente aos corantes solúveis em água quesão adsorvidos em quantidade insignifi-cante (menos de 25%) e, portanto, saemnos efluentes das estações de tratamento.Sua concentração é menor do que a demuitos outros produtos químicos encon-trados nos efluentes, mas sua cor é visívelaté a baixas concentrações (SARASA etal.,1998). Os corantes são moléculas or-gânicas altamente estruturadas e de difí-cil degradação biológica (LIN e LIU,1994).

Os efluentes gerados pelas unida-des industriais normalmente são tratadospor processos físico-químicos e biológi-cos convencionais (coagulação química elodos ativados), os quais apresentam bonsresultados na redução carbonácea, mastêm como inconveniente a alta produçãode lodo e a necessidade dedisponibilização de grandes áreas paraimplantação do processo de tratamento ede aterros sanitários industriais para dis-posição do lodo. Além disso, essesefluentes caracterizam-se por uma gran-de variação de cargas, em razão da pró-pria variação do processo industrial queenvolve a sequência de produção e aca-bamento têxtil, em cujo processo são uti-lizados corantes, tensoativos espessantese produtos químicos diversos que tornamo efluente muito complexo, geralmentecom altas concentrações de DBO e DQO,e com diferentes características debiodegradação.

Ozonização

A ozonização é uma técnica que temsido sugerida na literatura recente, comouma potencial alternativa para a descolo-ração. Oferece eficiência satisfatória, apre-sentando um efluente com pouca cor,baixa DQO, e adequado para ser lançadoao meio ambiente ou retornar ao proces-so.

Num primeiro momento, aozonização é empregada principalmentepara quebrar as moléculas de corantes, edepois para a descoloração. O pré-trata-mento com ozônio é um método promis-sor de oxidação dos corantes transforman-do-os em degradáveis. Embora muitostrabalhos tenham sido feitos com a oxi-dação pelo ozônio, bem pouco se sabesobre a cinética da ozonização e seus pro-dutos da reação com os corantes(LIAKOU et al., 1997).

A ozonização, no final do tratamen-to, está sendo também cada vez mais uti-

lizada para a eliminação da cor e de outrassubstâncias persistentes.

Efeito do ozônio sobre acoagulação-floculação

A adição de um oxidante forte comoo ozônio, no efluente têxtil, altera a natu-reza ou a quantidade de cargas na super-fície das partículas, facilitando a coagula-ção/floculação. De acordo com o pH,pode ocorrer a formação de precipitadosmetálicos, que são removidos por sedi-mentação ou filtração. O aumento de gru-pos carboxílicos e fenólicos decorrentesda ozonização auxiliam a adsorção decompostos orgânicos e hidróxidos metá-licos pelos flocos, melhorando acoagulaçao/floculação.

BECKER et al. (1995), citados porCAMEL e BERMOND (1998), mos-traram alguns resultados nos quais a pré-ozonização foi prejudicial à coagulação notratamento de água. Eles notaram umaredução significativa na distribuição dopeso molecular e, em razão disso, um au-mento na dose de coagulante foi necessá-ria para permitir uma boa redução deturbidez.

Remoção da cor

A remoção da cor de águas altamen-te coloridas varia em função da dosagemde ozônio e da quantidade de materialcolorido (corantes). O ozônio é muito efe-tivo na descoloração de efluentes têxteisporque ele ataca as duplas ligações doscorantes, que estão associadas à cor. O pHe a condutividade praticamente perma-necem constantes, enquanto a cor dimi-nui gradualmente durante a ozonização.

A remoção da cor pela ozonização éefetiva e razoavelmente rápida. A classedo corante é bastante significativa na de-terminação do comportamento doscorantes. Para um menor tamanho, a es-trutura química, se compacta, pode terum impacto negativo na taxa de reação.Dosagens razoáveis de ozônio permitemuma boa eficiência na remoção da corpara corantes ácidos, mordentes,catiônicos, diretos, reativos e enxofre.Corantes dispersos e tinas são mais difí-ceis de remover, mesmo a altas concentra-ções de ozônio.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento descrito neste tra-balho foi realizado no Laboratório Inte-

grado de Meio Ambiente da Universida-de Federal de Santa Catarina, utilizandoo efluente da Indústria Têxtil Damyller,que fica situada no Município de NovaVeneza (SC). O efluente têxtil analisadoera proveniente das seguintes etapas deprocessamento: desengomagem,estonagem com enzima ácida e neutra,redução (descoloração da peça),alvejamento, amaciamento, tingimento,resinagem (formação de película proteto-ra dos fios), acidificação e alcalinização.Os principais corantes utilizados foramos corantes reativos Laranja BF 2R, Ama-relo BF 3R, Azul BF GN, e o Preto Dire-to NF 700%.

O sistema-piloto

O sistema-piloto utilizado para otratamento do efluente têxtil era forma-do pelo piloto de ozonização (gerador deozônio e colunas de contato), e pelo apa-relho de Jar Test por meio do qual oefluente ozonizado era submetido à coa-gulação-floculação.

A Figura 1 apresenta um desenhoesquemático do sistema piloto usado nes-te experimento.

Ensaios de coagulação-floculação

Testes de jarros foram realizados se-gundo uma metodologia para tratamen-to de água de abastecimento proposta porDI BERNARDO, PÁDUA e LIBÂNIO(1998), com a finalidade de determinara melhor dosagem de coagulante e de cal,melhor dosagem de polímero, melhortempo de floculação e decantação, me-lhor pH e melhor gradiente de velocida-de, obtendo assim a otimização dosparâmetros de tratabilidade para oefluente têxtil em estudo.

Os ensaios foram realizados em Equi-pamento de Reatores Estáticos, modeloNova Ética, composto de seis reatores (jar-ros) tronco-prismáticos de seção transver-sal quadrada, de capacidade de dois litroscada reator, permitindo obter gradientesde até 2200 s-1.

O coagulante utilizado nos ensaiosfoi o Sulfato de Alumínio PA [Al2(SO4)314 a 18 H2O] (por ser o mesmo coagulanteusado na indústria), com solução a 5%.

O alcalinizante utilizado foi umasuspensão de cal (hidratada), preparadacom produto comercial a 5%.

Como auxiliar de floculação, foi uti-lizado uma solução de Polímero Sintéticonão Iônico (PRAESTOL 2500) a 0,01%.

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Nova ÉticaE

6 5 4

Luz Agita Ajustes

Gerador de Ozônio

Rot

âmet

ro

Vàlvula 3 vias

Frascos lavadores

de gás

OX

IGÊ

NIO

trailigaz

Alta tensãoperigo de

morte

Pressão Potência

bar W

Luz indicativade aparelho

ligado

Controle depotência

Rotâmetro

Controle depressãoControle de

vazão

ParadoDessecandoGerando O3

Chave decontrole deprodução

Trava de segurança

Para a atmosfera

⊗⊗

Coluna de bolhas

Bombaperistáltica

(recirculação)

gás

Ponto de aplicação do ozônio

Segue paraa atmosfera

EfluenteTêxtil

⊗⊗Aparelho deJAR TEST

Figura 1 – Esquema do sistema piloto utilizado no tratamento

Ensaios de ozonização

O efluente têxtil foi ozonizado atra-vés de um piloto de ozonização compos-to por: aparelho gerador de ozônio a par-tir de oxigênio puro (modelo LABO 6LOda Trailigaz), cilindro de oxigênio puro,rotâmetro para gases (modelo P), frascoslavadores de 500 ml, colunas de contato(de vidro com 1,25 m de altura e com 50mm de diâmetro), bomba portátil 150(para recirculação do efluente nas colu-nas). O volume de efluente nas colunasera de aproximadamente 2300 ml, quepor meio de uma bomba recirculava acontra corrente da injeção do gás, que erainjetado continuamente.

A transferência do ozônio para amassa líquida foi realizada em coluna clás-sica de bolhas, injetando-se o gás por meiode um difusor poroso, situado na base daprimeira coluna. O excesso de gás, ou seja,a parcela da mistura gasosa que não ficavaretida na massa líquida, saía pelo topo dacoluna, e era destruído por um destrui-dor catalítico. A concentração de ozôniofoi determinada pelo métodoiodométrico, em que o volume do gás eradesviado para um frasco contendo iodetode potássio.

A eficiência de transferência foi de-terminada pela diferença entre a concen-tração de ozônio no gás gerado peloozonizador (feed-gás), e a concentraçãode ozônio no gás que saía da coluna (off-gás), conforme a equação a seguir:

gás ]feed[O

gás ]off[O - gás ]feeed[O(E)Eficiência

3

33=

(1)

A concentração de ozônio transferidafoi determinada pela seguinte equação:

Vef60

tQgfeedgás ][OE(mg/L) otransferid ][O 3

3 ×

×××=

(2)

Sendo: E = eficiência de transferên-cia (decimal); [O3] = concentração deozônio (mg/L); Qg = vazão de gás (L/h);t = tempo de contato nas colunas (min);Vef = volume de efluente nas colunas (L).

Foi utilizada a concentração de ozô-nio transferido, pois a concentração deozônio dissolvido na massa líquida nãofoi medido. Segundo NAYME (1997),as reações entre o ozônio e os corantesreativos são de cinéticas muito rápidas, eo ozônio dissolvido aparece somente apósa eliminação quase que total dos corantes.Com essas informações e tendo em vista adificuldade de determinação da concen-tração do ozônio dissolvido em efluentesfortemente coloridos, estabeleceu-se quetodo o ozônio transferido à massa líquidaseria imediatamente consumido na rea-ção de descoloração.

Os efluentes ozonizados (várias con-

centrações) foram submetidos a ensaiosde Jar Test, utilizando os parâmetrosotimizados anteriormente, e os melhoresresultados (cor e turbidez) foram compa-rados aos resultados do efluente decanta-do, não ozonizado.

Análises físico-químicas

As medidas de pH, DQO, sólidossuspensos, temperatura, turbidez,condutividade e alcalinidade foram reali-zadas utilizando-se os métodos descritosno Standard Methods (APHA, 1992).

A cor foi medida por meio da leitu-ra da absorvância em espectrofotômetro(modelo DR/4000 UV-VIS da HACH)no comprimento de onda de máximaabsorvância do efluente bruto, na faixado visível, l = 666 nm. Não existe umametodologia normatizada para a deter-minação da coloração de efluentes indus-triais, dificultando com isso, a compara-ção dos resultados relacionados ao trata-mento de efluentes têxteis.

Caracaterísticas doefluente bruto

As principais características fisico-químicas médias do efluente têxtil utili-zado neste experimento eram as seguin-tes: pH = 6,5 a 7,5, alcalinidade = 496mg/L CaCO3, absorvância(666nm) =1,08, turbidez = 270 NTU, DQOtotal =961 mg/L, COD = 242 mg/L, e sólidossuspensos = 179 mg/L.

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Vol. 7 - Nº 1 - jan/mar 2002 e Nº 2 - abr/jun 2002 engenharia sanitária e ambiental 33

Tabela 1 - Características dos pontos escolhidos no diagrama de coagulação

Características dos Ensaios Ponto A1 Ponto A2 Ponto A3

Dosagem de Sulfato deAlumínio (mg/L)

500 550 500

Dosagem de Cal (mg/L) 300 400 600

PH de coagulação 6,73 6,63 7,27

Turbidez remanescente (NTU)Td = 4 min

138 98,3 44,5

Abs666

(cor) Td = 4 min 0,388 0,257 0,108

Turbidez remanescente (NTU)Td = 7 min

45,9 40 32,1

Abs666 (cor) Td = 7 min 0,087 0,069 0,052

RESULTADOS EDISCUSSÃO

Coagulação-floculação

Determinação do melhorpH de coagulação emelhores dosagens decoagulante e polímero

Através dos ensaios de Jar Test obte-ve-se os melhores resultados de pH que,no tocante à redução de cor e turbidez,foram os próximos de 7,27,correspondendo à concentração aplicadade 600 mg/L de hidróxido de cálcio (cal).

Utilizando-se esse resultado em no-vos ensaios, obteve-se uma dosagem óti-ma de sulfato de alumínio (coagulante)de 500 mg/L, que correspondeu a umaabsorvância (cor) de 0,052 e umaturbidez de 32,1 NTU para um tempode decantação de 7 minutos. As dosa-gens de coagulante utilizadas no proces-so de coagulação-floculação de uma esta-ção de tratamento de efluentes têxteispodem variar de 500 a 2000 mg/L.

Para determinar a melhor dosagemde polímero, foram utilizados três pontosque representaram regiões do diagramade coagulação que forneceram melhoresresultados de remoção de cor e turbidez.Novos ensaios então, foram realizados comesses pontos. A Tabela 1 apresenta as ca-racterísticas dos pontos escolhidos.

Para cada ponto escolhido foramrealizados ensaios para determinar a me-lhor dosagem de polímero, que foi de

0,45 mg/L para todos os pontos. Com autilização do polímero, o ponto A1 foi oque obteve melhores resultados de remo-ção de cor e turbidez. Assim, as caracterís-ticas do ponto A1 foram utilizadas paraos ensaios com polímero, e as do pontoA3 para os ensaios sem polímero. Com autilização do polímero, a dosagem de calfoi reduzida pela metade, sendo isso im-portante para produzir menos lodo noprocesso.

Determinação do melhorgradiente de velocidade etempo de mistura rápida

Com os parâmetros otimizados come sem polímero, foram realizados novosensaios, nos quais o melhor resultado deremoção de cor e turbidez foi obtido comum gradiente de velocidade G = 600 s-1,com um tempo de mistura rápida de 5segundos para os ensaios sem polímero;para os ensaios com polímero, o melhorgradiente foi G = 1200 s-1, com um tem-po de mistura rápida também de 5 se-gundos.

Determinação do melhorgradiente de velocidade etempo de floculação

De acordo com os resultados obti-dos nos novos ensaios realizados, e segun-do a metodologia proposta para os ensai-os de coagulação-floculação citada ante-riormente, obteve-se um tempo total defloculação de 21 minutos, e gradientes

de velocidade otimizados de G = 30 s-1,20 s-1 e 20 s-1

, para os ensaios compolímero; e de G = 50 s-1, 30 s-1 e 20 s-1

para os ensaios sem polímero. Esses resul-tados foram utilizados em um outro pilo-to de floculação com meio granular ex-pandido, operando em contínuo, sendoo mesmo formado por três câmaras emsérie (HASSEMER et al., 2001).

Com a otimização do tratamento,chegou-se a uma dosagem de 500 mg/Lde sulfato de alumínio, enquanto que naIndústria Têxtil Damyller, a dosagem uti-lizada era de 800 mg/L.

A eficiência média de remoção decor, para um tempo de decantação de 4minutos, foi de 97% (sem polímero) e de98% (com polímero); para um tempo dedecantação de 7 minutos, a eficiênciamédia foi de 98% (sem polímero) e de98% (com polímero). Já para a turbidez,a eficiência média de remoção, para umtempo de decantação de 4 minutos, foide 93% (sem polímero) e de 97% (compolímero); para um tempo de decanta-ção de 7 minutos, a eficiência média foide 95% (sem polímero) e de 98% (compolímero).

Pode ser observado que a adição dessepolímero não aumentou significativa-mente a eficiência de remoção dosparâmetros analisados.

Ozonização do efluentebruto

Variação da concentraçãode ozônio

Os corantes são moléculas que ge-ralmente contêm ligações insaturadas,sobre as quais o ozônio reage rapidamen-te. Segundo NAYME (1997), o consu-mo de ozônio necessário para alcançaruma determinada porcentagem de des-coloração aumenta quando o efluentecontém grande quantidade de carbona-tos e produtos auxiliares, pois eles reagemcom o ozônio e prolongam o tempo ne-cessário à descoloração do efluente.

Na Figura 2, tem-se a fotografia deamostras do efluente bruto, ozonizado aconcentrações de 2,2 - 4,0 - 8,5 - 13,5 -17,0 - 20,0 mgO3/L, respectivamentenos frascos 1, 2, 3, 4, 5 e 6. Essas concen-trações foram obtidas num tempo deozonização de 1 - 2 - 4 - 6,4 - 8,5 e 11minutos, respectivamente. Observa-seuma boa remoção de cor à medida que seaumenta a concentração de ozônio.

Após a ozonização, os efluentes fo-ram submetidos a ensaios de Jar Test

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Figura 2 – Redução da cor do efluente bruto ozonizado a 2,2 - 4,0 - 8,5 -13,5 - 17,0 - 20,0 mgO3/L

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

2,19 3,8 5,48 8,3 9,65 12 16,6 19,46 20,18 26,66 37,74

concentração de ozônio (mg/L)

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0

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nm)

Turbidez (TD=4min) Turbidez (Td=7min) Absorvância (Td=4min) Absorvância (Td=7min)

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2,28 4,33 8,78 13,11 19,96 26,98 36,86

concentração de ozônio (mg/L)

turb

idez

rem

anes

cent

e (N

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)

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

abso

rvân

cia

(666

nm)

Turbidez (Td=4min) Turbidez (Td=7min) Absorvância (Td=4min) Absorvância (Td=7min)

com polímero sem polímero

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20

25

30

35

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150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650

concentração de sulfato de alumínio (mg/L)

27mgO3/L - Td=4min27mgO3/L -Td=7min

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0,12

0,14

150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650

concentração de sulfato de alumínio (mg/L)

27mgO3/L - Td=4min27mgO3/L - Td=7min

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)

Figura 3 - Redução da turbidez e da absorvância (cor) em relação à concentração de ozônio, com e sem polímero

Figura 4 - Redução da absorvância (cor) e da turbidez em relação à concentração de ozônio e de sulfato de alumínio, com polímero

(parâmetros de coagulação-floculaçãootimizados), e os efluentes decantadosforam analisados quanto a remoção de core turbidez.

A Figura 3 mostra o comportamen-to da cor e da turbidez do efluenteozonizado e decantado (4 e 7 minutos),em relação a várias concentrações de ozô-nio, com e sem polímero.

A absorvância média do efluente erada ordem de 1,08 (666nm) e com umaaplicação de ozônio em torno de apenas8 mgO3/L, houve uma redução para 0,03(97% de eficiência), usando ou não opolímero; a turbidez média do efluenteera da ordem de 270 NTU, com aozonização foi para 13,0 (95% de efici-ência), também usando ou não opolímero, resultados esses para um tem-

po de decantação de 7 min. Esses resultadosforam muito bons, apesar de se observar quecom concentrações maiores de ozônio a efici-ência de remoção aumentou ainda mais.

Para esse mesmo tempo de decantaçãosem a ozonização, a eficiência de remoção dacor e turbidez ficou em torno de 98%. Pro-vavelmente a ozonização promoveu algumainibição na coagulação ou alguma reação, emvirtude do tipo de corante utilizado na in-dústria (reativo).

Pelos resultados dos ensaios e de acor-do os estudos de MELO FILHO (1997) eNAYME (1997), adotou-se, comoparâmetro para os ensaios de ozonização, aconcentração de ozônio de 7 mgO3/L. Tam-bém foram realizados ensaios com a concen-tração de ozônio de 27 mgO3/L apenas paracomparação de resultados.

Variação da concentraçãode sulfato de alumínio

Segundo MELO FILHO (1997),os resultados da coagulação-floculação,utilizando o sulfato ferroso comocoagulante, para um efluente têxtil sinté-tico pré-ozonizado com 7,2 mgO3/L,demostraram uma redução na dosagemdo coagulante de aproximadamente20%.

Com efluentes ozonizados a 7 e 27mgO3/L, foram realizados ensaios de JarTest, variando a dosagem do coagulante(sulfato de alumínio) para verificar se ocor-re uma diminuição em sua dosagem, atra-vés da redução de cor e turbidez.

As Figuras 4 e 5 mostram os gráfi-cos do efluente ozonizado (7 e 27 mgO3/L) e decantado, com e sem polímero, va-riando as concentrações de coagulante.

Houve uma grande eficiência naremoção de cor e turbidez, mas para oefluente dessa indústria especificamente,e com o tipo de coagulante utilizado, apré-ozonização com 7 mgO3/L não pro-moveu um decréscimo nas dosagens des-se coagulante, evidenciando que cadaefluente tem que ser visto como um ca-so em separado. Já para a dosagem de27mgO3/L, houve uma redução, mas ha-veria a necessidade de um estudo econô-

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concentração de sulfato de alumínio (mg/L)

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nm)

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27mgO3/L - Td=7min

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7mgO3/L - Td=7min

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concentração de sulfato de alumínio (mg/L)

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U) 27mgO3/L - Td=4min

27mgO3/L - Td=7min7mgO3/L - Td=4min7mgO3/L - Td=7min

Figura 5 - Redução da absorvância(cor) e da turbidez em relação à concentração deozônio e de sulfato de alumínio, sem polímero

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concentração de O3 (mg/L) concentração de O3 (mg/L)

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nm)

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)sem polímerocom polímero

sem polímerocom polímero

Figura 5 – Redução da cor (absorvância) e da turbidez para o efluente decantado (7min),em relação à concentração de ozônio

mico pois a dosagem de ozônio é bastan-te alta, aumentando muito o custo dotratamento.

O ensaio com 7mgO3/L (compolímero) não aparece nos resultados emrazão de problemas ocorridos durante asua realização, e por isso foi eliminado.

A eficiência de remoção ozonizandoa 7 mgO3/L ou a 27 mgO3/L, é pratica-mente a mesma, evidenciando que comuma pequena dose de ozônio seguida decoagulação-floculação, pode-se ter umaboa remoção de cor e turbidez. Uma pe-quena dose de ozônio não causa uma oxi-dação completa, mas uma oxidação par-cial, podendo facilitar o tratamento pos-terior (químico ou biológico).

Ozonização do efluenteapós a coagulação-floculação

Nestes ensaios o efluente bruto foisubmetido a ensaios de Jar Test, com osparâmetros otimizados. Após 7 minutos

de decantação, o efluente foi recolhido esubmetido à ozonização com diferentesconcentrações.

A Figura 5 mostra a redução da core turbidez do efluente decantado (7min),em relação à concentração de ozônio, come sem polímero.

Estes resultados mostram que a remo-ção de cor e turbidez para o efluente decan-tado e ozonizado com 7mgO3/L ou27mgO3/L é praticamente a mesma, usan-do ou não o polímero. Porém, o melhor re-sultado foi para o ensaio com polímero, noqual a eficiência de remoção de cor e turbidezfoi praticamente a mesma (em torno de98%), mostrando assim que não há necessi-dade de dosagens maiores de ozônio paraobter uma boa remoção desses parâmetros.

CONCLUSÕES

Este trabalho apresentou o estudode uma alternativa de tratamento paraefluentes têxteis, através de processos físi-co-químicos de floculação e oxidação com

ozônio. Os experimentos foram realiza-dos em descontínuo, observando-se a efi-ciência do tratamento quanto à remoçãode cor e turbidez. De acordo com o tra-balho realizado, concluiu-se que:

· Os ensaios de coagulação-floculaçãodo despejo industrial determinaram umadosagem bastante alta de coagulante (500mg/L de sulfato de alumínio) e que omesmo requer também uma grande quan-tidade de álcali (600 mg/L de cal) paramanter a alcalinidade necessária para obom desempenho da floculação, porémesta dosagem de coagulante é bem me-nor que a aplicada na própria indústria(800 mg/L).

· A utilização do polímero (nãoiônico, PRAESTOL 2500), como auxi-liar de coagulação, fez com que a dosa-gem de cal caísse pela metade. A concen-tração ótima de sulfato de alumínio ficouem 500 mg/L e a de cal em 300 mg/L,para os ensaios com o polímero. A utiliza-ção desse polímero não promoveu au-mentos significativos na eficiência de re-

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36 engenharia sanitária e ambiental Vol. 7 - Nº 1 - jan/mar 2002 e Nº 2 - abr/jun 2002

moção dos parâmetros analisados.· Os ensaios de ozonização demons-

traram que o ozônio reage rapidamentecom os corantes presentes no efluente têx-til, permitindo uma descoloração eficaz.

· Para esse efluente especificamente,no que se refere a remoção de cor eturbidez, o melhor tratamento foi a coa-gulação-floculação, sem a utilização dopolímero e sem a pré-ozonização, comuma eficiência de 98% e 97% respecti-vamente.

REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS

APHA, Standard Methods for Examination ofWater and Wastewater, 18 ed. American PublicHealth Association, Washington, D.C., 1992.

BERGNA, G., BIANCHI, R. e MALPEI, F.GAC Adsorption of Ozonated Secondary TextileEffluents for Industrial Water Reuse. WaterScience and Technology. v.40, n.4-5, p.435-442, 1999.

CAMEL, V. e BERMOND, A. The Use ofOzone and Associated Oxidation Process inDrinking Water Treatment. Water Research.v.32, n.11, p.3208-3222, 1998.

DI BERNARDO, L., DE PÁDUA, V. L. eLIBÂNIO, M. Otimizacion de Gradientes deVelocidad en la Floculacion. Seminário sobreOptimizacion de Plantas de Potabilizacion.XXVI Congresso Interamericano de IngenieriaSanitária y Ambiental. Lima – Peru, 1999.

HASSEMER, M. E. N., DALSASSO, R. L. eSENS, M. L. Processo Físico-Químico paraIndústria Têxtil. Revista Saneamento Ambiental.n.81, p.28-34, 2001.

KAWAMURA, S. Optimisation of Basic Water– Treatment Process – Design and Operation:Coagulation and Flocculation. Aqua. v.45, n.1,p.35-47, Fev, 1997.

LIAKOU, S., PAVLOU, S. e LYBERATOS, G.Ozonation of Azo Dyes. Water Science andTechnology. v.35, n.4, p.279-286, 1997.

LIN, S. H. e LIN, C. M. Treatment of TextileWaste Effluents by Ozonation and ChemicalCoagulation. Water Research. v.27, n.12,p.1743-1748, 1993.

LIN, S. H. e LIU, W. Y. Treatment of TextileWastewater by Ozonation in a Packed-BedReactor. Environmental Technology. v.15, p.299-311, 1994.

MELO FILHO, L. C. Efeito da Pré-Ozonizaçãona Geração de Lodo em Processos de Coagulação-Floculação no Tratamento de Efluentes Têxteis.Dissertação (Mestrado em EngenhariaAmbiental). Departamento de Engenharia Sa-nitária e Ambiental, Universidade Federal deSanta Catarina, UFSC, l997.

NAYME, C. Étude de la Dégradation parOzonation de Deux Colorants Utilisés en Teinture:Recherche de Sous-Produits, Études Cinétiques etInfluence sur les Applications Industrielles.Rennes, 1997. Tese de Doutorado n.1673,Université Rennes I, France.

SANIN, L. B. B. A Indústria Têxtil e o MeioAmbiente. Tecnologia e Meio Ambiente. Traba-lho apresentado no XIV Congresso da FLAQT– Caracas, p.13-34, 1997.

SARASA, J., ROCHE, M. P., ORMAD, M.P., GIMENO, E., PUIG, A. e OVELLEIRO,J. L. Treatment of a Wastewater Resulting fromDyes Manufacturing with Ozone and ChemicalCoagulation. Water Research. v.32, n.9,p.2721-2727, 1998.

SIDDIQUI, M. S., AMY, G. L. e MURPHYB. D. Ozone Enhanced Removal of NaturalOrganic Matter from Drinking Water Sources.Water Research. v.31, n.12, p.3098-3106,1997.

TAN, B. H., TENG, T. T. e OMAR, A. K. M.Removal of Dyes and Industrial Dye Wastesby Magnesium Chloride. Water Research. v.34,n.2, p.597-601, 2000.

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