Degradação de surfactantes por fotocatálise heterogênea presente em efluente de lavanderia industrial

Abstract

O crescimento populacional e o conseqüente aumento das atividades industriais, contribuem significativamente para a geração de efluentes. Dentro das diversas áreas das atividades industriais podem-se destacar as lavanderias industriais que geram volumes significativos de efluentes os quais contêm grande diversidade de compostos. Entre estes, destacam-se os surfactantes que tendem a diminuir a tensão superficial e aumentar a carga orgânica do efluente. Neste trabalho propõe-se uma forma alternativa de degradação de surfactante através da fotocatálise heterogênea, que envolve a ativação de um semicondutor inorgânico em suspensão (Ex.: TiO2) por luz solar ou artificial. O catalisador utilizado foi sintetizado através de dois métodos, impregnação e “grafting”, que consiste na imobilização do óxido em um suporte (que neste caso é a sílica). Os ensaios de degradação foram realizados com base em um planejamento experimental fatorial, 23-1, onde se estudaram a influência das variáveis independentes (pH, tempo de exposição à radiação UV e concentração do catalisador) na variável resposta percentagem de degradação do ácido dodecilbenzeno sulfonato de sódio, LAS. Os resultados obtidos foram estudados utilizando a ferramenta de análise estatística denominada de análise de regressão linear múltipla, que visa determinar quais variáveis são significativas para o sistema. De acordo com os resultados as variáveis avaliadas (pH, tempo de exposição a radiação UV e concentração de catalisador) são significativas, ou seja, o percentual de degradação de LAS varia quando estas são alteradas. A faixa de pH estudado foi de 3,0 – 8,0, o tempo de exposição a radiação UV foi de 15 – 30 minutos e a concentração de catalisador foi de 0,05 – 1,0 g L-1. Em pH menor faz-se necessário menor concentração de catalisador e menor tempo de exposição a radiação UV para maior percentagem de degradação. No entanto, variações em torno disso são possíveis a fim de otimizar o processo.

The population growth followed by an increase in industrial activities have significantly contributed to effluents generation. Among the different industrial activities industrial laundries can be pointed out by generating huge amounts of effluents containing a great diversity of compounds. Among those compounds surfactants must be considered by their capacity of lowering surface tension and increasing the effluent organic charge. The present work proposes an alternative form of surfactant degradation through homogeneous photocatalysis involving activation of an inorganic semiconductor in suspension (e.g. TiO2) by solar or artificial light. The employed catalyst was synthesised by two different methods: impregnation and grafting, consisting in the immobilisation of the oxide on a support (in this case, silica). Degradation assays were carried out bases on a factorial experimental planning 23-1, were the influence of independent variables (pH, UV exposure time and catalyst concentration) on the percent degradation of sodium dodecyl-benzenessulphonate response variable was studied. The obtained data was treated by multiple linear fitting aiming to determine the system significant variables. According to the results, the variables considered (pH, exposition time to UV radiation, and amount of catalyst) are significant, that means the LAS degradation percent varies when this are changed. The pH was in the range of 3,0 – 8,0, the exposition time range to UV radiation was 15 – 30 minutes and the amount of catalyst was 0,05 – 1,0 g L-1. It was observed that in low pH value, less amount of catalyst and minor exposition time was necessary to high degradation. This relation is not fixed and variations are possible in order to obtain the maximum degradation percent, for LAS contend.