Tratamento de efluente sintético contendo corante têxtil azo direct blu 71 por processo conjunto de ozonização e cavitação hidrodinâmica

Introdução

Corantes azo, como o Direct Blue 71, estão entre os principais poluentes de efluentes têxteis e resistem aos tratamentos convencionais, persistindo no ambiente e originando aminas aromáticas potencialmente tóxicas. Entre os processos oxidativos avançados, a cavitação hidrodinâmica destaca-se como alternativa promissora e, combinada ao peróxido de hidrogênio, aumenta a produção de radicais hidroxila, o que melhora a remoção da cor. No entanto, o excesso de oxidante consome os próprios radicais gerados, reduzindo a eficiência do processo. Além disso, a maioria dos estudos avalia o sistema apenas com modelos cinéticos que não consideram a forma como o peróxido de hidrogênio é adicionado.

Objetivo

Desenvolver um modelo matemático para a degradação do Direct Blue 71 por cavitação hidrodinâmica com peróxido de hidrogênio, monitorando a descoloração por meio de espectrofotometria, além de comparar a injeção única e a fracionada do oxidante, a fim de estimar as constantes cinéticas de cada condição.

Método

Os ensaios foram conduzidos em um reator de cavitação hidrodinâmica, operando em circuito fechado contendo solução aquosa de Direct Blue 71, sob pressão de entrada de, aproximadamente, 6 bar e pH de, aproximadamente, 2,0. Duas condições de dosagem foram comparadas: injeção única da massa total de peróxido de hidrogênio no tempo zero e injeção fracionada em seis alíquotas iguais, a cada 10 minutos, entre 0 e 50 minutos. Em ambas, alíquotas do efluente foram coletadas a cada 10 minutos, por 60 minutos e a concentração do corante restante foi medida por espectrofotometria UV-Vis em 587 nm. Os dados foram ajustados a modelos cinéticos, obtendo-se constantes de velocidade e eficiências de remoção de cor.

Resultados e discussão

Em todas as condições, a descoloração ocorreu predominantemente nos primeiros 10 a 20 minutos, seguida de estabilização da absorbância até os 60 minutos. Normalizando as leituras pela absorbância inicial, os ensaios com injeção única atingiram remoções de cor entre 42% e 76%, enquanto os ensaios com injeção fracionada resultaram em 45% a 75%. Não houve, portanto, superioridade evidente de um modo de dosagem sobre o outro, e a variação entre ensaios do mesmo grupo foi maior que a variação entre os grupos.A cor parou de diminuir de forma relevante após os 20 minutos, comportamento que sugere que o peróxido de hidrogênio se esgotou rapidamente ou que restaram compostos mais difíceis de degradar. Por isso, é necessário um modelo cinético que leve em conta a quantidade de peróxido de hidrogênio ao longo do tempo.

Conclusão

Este trabalho deriva do projeto inicialmente intitulado "Tratamento de efluente sintético contendo corante têxtil azo Direct Blue 71 por processo conjunto de ozonização e cavitação hidrodinâmica". Optou-se por redirecionar o estudo para o uso de peróxido de hidrogênio e, sobretudo, para a modelagem do efeito do modo de dosagem do oxidante, aspecto ainda pouco explorado. Os resultados preliminares indicaram que a descoloração do Direct Blue 71 ocorre principalmente nos primeiros 20 minutos, estabilizando-se em seguida nos dois modos de dosagem, o que pode indicar que tempos de tratamento superiores a 20 minutos podem não trazer ganho proporcional de descoloração nas condições avaliadas. Não foi observada vantagem consistente da injeção fracionada sobre a única.

Palavras-chave

• Cavitação hidrodinâmica
• Modelagem cinética
• Direct Blue 71