Definição de parâmetros de processo no tratamento sequencial pela reação de Fenton e adsorção do efluente do tingimento de ágatas contendo o corante Rodamina B

Abstract

Este estudo aborda a degradação de efluente contendo o corante Rodamina B presente na indústria de tingimento de ágatas. Diferentemente de soluções sintéticas de Rodamina B, o efluente em questão possui outros componentes como álcool etílico e surfactantes, os quais modificam seu comportamento durante a degradação. A concentração de Rodamina B do efluente industrial foi medida em 772 mg.L-1. A tecnologia empregada para degradação dos componentes orgânicos foi a reação de Fenton, processo oxidativo avançado que utiliza íons ferrosos (Fe2+) e peróxido de hidrogênio (H2O2) para formação de radicais hidroxilas (∙OH) com alto poder oxidante e natureza não-seletiva na degradação de compostos orgânicos. Testaram-se diferentes proporções molares entre os reagentes da reação de Fenton (Fe2+/ H2O2) e concentrações desses em relação ao efluente industrial, estabelecendo-se como principais indicadores de eficiência do tratamento a remoção de cor do efluente medida através de espectrofotometria e carbono orgânico total (COT). A proporção molar ótima entre Fe2+/H2O2 foi de 1/7,5 sendo a concentração ótima dos reagentes FeSO4.7H2O/H2O2 (35%) de 11,1 g/20 mL por litro de efluente industrial. Considerando tais dosagens, houve redução de 99,9% de cor e 93,3% de COT do efluente bruto. Após o processo de degradação pela reação de Fenton, concentrações distintas de carvão ativado pulverizado (CAP) foram testadas assim como diferentes pH de solução e tempos de contato entre adsorvente e adsorbato. A condição ótima para o processo de adsorção considera concentração de CAP de 0,5 g.L-1, tempo de contato de 120 minutos e pH original do efluente após a reação de Fenton (aproximadamente 8,0). As concentrações de nitrogênio e fósforo do efluente bruto foram reduzidas respectivamente 69% e 100% após o tratamento completo. Os parâmetros DBO5 e DQO do efluente final, apesar de apresentaram diminuição superior a 85% em relação ao efluente bruto, ainda ultrapassam os limites da CONSEMA 128/2006. Contudo, os parâmetros pH, cor e odor foram adequados. A ecotoxicidade apresentada pelo efluente bruto (526) foi reduzida em 97% em relação ao efluente final (16) considerando o organismo Daphnia similis. A aplicação dos processos Fenton e adsorção com CAP em sequência permitiram uma melhoria significativa na qualidade do efluente.

The present study approaches the degradation of effluents highly concentrated by Rhodamine B, a common dye in agate dying industries. Components such as surfactants and ethanol are also found in the effluent, which can modify its behaviour during degradation. Rhodamine’s industrial effluent concentration was estimated at 772 mg.L-1. The technology used for degradation of organic compounds was the Fenton reaction, an advanced oxidative process that uses ferrous ions (Fe2+) and hydrogen peroxide (H2O2) to form hydroxyl radicals (∙OH) with high oxidative potential and non-selective nature on components degradation. Different reactants molar proportion and concentration were tested in relation to the industrial effluent establishing the colour and total organic carbon (TOC) removal as the main parameters of degradation efficiency.The ideal molar proportion between Fe2+/H2O2 was 1/7.5, with the optimal concentration of FeSO4.7H2O / H2O2 (35%) reagents being 11.1g / 20mL per liter of industrial effluent. At such doses, there was a 99.9% colour reduction and 93.3% TOC removal from the effluent. After the Fenton reaction degradation process, different concentrations of pulverized activated carbon (PAC) were tested at different solution pH and contact times between adsorbent and adsorbed. An optimal condition for the adsorption process considers the CAP concentration of 0.5 g.L-1, 120 minute contact time and original solution pH after Fenton reaction (approximately 8.0). The nitrogen and phosphorus concentration of the raw effluent were reduced respectively 69% and 100% after full treatment. The parameters BOD and COD of the treated effluent, although present a decrease of more than 85% in relation to the raw effluent, still exceed the limits of CONSEMA 128/2006. However, pH, colour and odour values were adjusted. The ecotoxicity of the raw effluent (526) was reduced by 97% compared to the treated (16) considering the organism Daphnia similis. The application of Fenton reaction and sequential PAC adsorption allow a significant improvement in effluent quality.