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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.46.2016.tde-05092016-144057
Documento
Autor
Nome completo
Wellington da Silva Pereira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2004
Orientador
Banca examinadora
Freire, Renato Sanches (Presidente)
Masini, Jorge Cesar
Nogueira, Raquel Fernandes Pupo
Título em português
Estudo da aplicação de ferro zero no tratamento de efluente têxtil
Palavras-chave em português
Eletroquímica industrial
Poluição da água por resíduos industriais
Poluição industrial
Química ambiental
Resumo em português
O presente trabalho de mestrado descreve o estudo da viabilidade da aplicação de ferro de valência zero no tratamento de quatro classes de corantes muito utilizados pela indústria têxtil: corante preto remazol B (azo), vermelho remazol RB 133 (triazina), azul remazol brilhante RN (antraquinona) e turquesa remazol G 133 (ftalocianina). O processo também foi aplicado na remediação de um efluente têxtil. O Fe0 mostrou uma grande eficiência na degradação dos corantes estudados, empregando-se uma concentração de Fe0 de 5 g L-1 (oriundo de um resíduo de processo metalúrgico) no tratamento de soluções de azocorantes com concentração de 100 mg L-1, obteve-se uma taxa de descoloração superior a 90% em apenas 15 minutos de tratamento. Uma característica bastante favorável do processo proposto foi sua ampla faixa operacional de pH, observando-se uma degradação do grupo cromóforo superior a 80% para soluções com pH entre 1,5 e 9 (sendo a faixa ótima observada entre 3 e 5). O processo também se mostrou pouco susceptível a variações na concentração de corante (faixa estudada: 25 - 150 mg L-1). Por outro lado, a eficiência do tratamento com ferro de valência zero mostrou-se dependente do tamanho de partícula, da massa e da superfície do material metálico. O mecanismo de degradação também variou em função do emprego de condições anaeróbias ou aeróbias. Para 15 minutos de tratamento, a descoloração dos corantes e do efluente têxtil atingiu níveis ao redor de 95% independente da condição anaeróbia/aeróbia. Entretanto na presença de O2 , observou-se uma redução do carbono orgânico total de até 75% (contra cerca de 25% na condição anaeróbia), mostrando que quando esta espécie aceptora de elétrons esta presente, o mecanismo envolve etapas de oxidação, provavelmente associadas a reações do tipo Fenton. O processo de tratamento emp~egando Fe0 apresentou uma cinética de pseudo-primeira ordem para a degradação dos grupos cromóforos e para a mineralização da matéria orgânica dos corantes e do efluente real. Para os corantes, as constantes cinéticas apresentaram a seguinte ordem: ftalocianina < azo < antraquinona < triazina. De um modo geral, o processo remediatiyo estudado apresentou boas características, que o capacitam como uma alternativa promissora para o tratamento de corantes e efluentes têxteis.
Título em inglês
Evaluation of zero-valent iron in textile effluent treatment
Palavras-chave em inglês
Environmental chemistry
Industrial electrochemistry
Industrial pollution
Water pollution by industrial waste
Resumo em inglês
This work describes a study to evaluate the viability of zero-valent iron in the treatment of four classes of dyes that are commonly used in the textile industry: Remazol Black B (azo), Remazol Red RB133 (triazine), Remazol Brilliant Blue RN (anthraquinone) and Remazol Turquoise G133 (phtalocyanine). The process was also apllied in the textile effluent remediation. Fe0 process showed a great efficiency in the degradation of the studied dyes, it was obtained a discoloration level higher than 90% in just 15 minutes of treatment employing 5 g L-1 of Fe0 (obtained from of a metallurgic residue) in the degradation of 100 mg L-1 azodye solutions. A quite favorable characteristic of the proposed process was the wide pH operational range; the degradation of chromophore group was upper to 80% for azodye solutions with pH between 1,5 and 9 (the optimum range observed between 3 and 5). The process showed low susceptibility to variations in dye concentration (studied range: 25 - 150 mg L-1). On the other hand, the efficiency of the treatment with zero-iron valence zero was dependent on particle size, mass and surface of the metallic material. The degradation mechanism also varied as function of anaerobic and aerobic conditions. For 15 minutes of treatment, the discoloration of studied dyes and textile effluent reached levels around 95% independent of anaerobic/aerobic condition. However, in the presence of O2, the total arganic carbon showed a reduction up to 75% (versus just around 25% observed in the anaerobic condition). These results showed that when this electron acceptor species is present, the mechanism involves oxidation stages, probably associated with type Fenton reactions. The treatment using Feo presented pseudo-first arder kinetics for the degradation of chromophore groups and for organic matter mineralization. The kinetic constants presented the following order for the studied dyes: phtalocyanine < azo < anthraquinone < triazine. In general, the studied remediative process showed some good characteristics, which makes it a promising alternative for the treatment of dyes and textile effluents.
 
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Data de Publicação
2016-09-05
 
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