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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.85.2022.tde-18082022-122403
Document
Author
Full name
Camila Gomes Melo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Pereira, Maria da Conceição Costa (President)
Campos, Fabio
Rosa, Jorge Marcos
Title in Portuguese
Otimização do tingimento de algodão com o corante Reactive Blue 21 e tratamento do respectivo efluente têxtil com acelerador de elétrons para a redução da cor e dos efeitos tóxicos agudos
Keywords in Portuguese
corante reativo
efluente têxtil
modelagem matemática
radiação ionizante, toxicidade
Abstract in Portuguese
A indústria têxtil demanda de grande volume de água e diversos insumos químicos em seus processos, sobretudo de beneficiamento secundário, gerando efluentes com elevados índices absorciométricos, altas cargas de contaminantes e potencialmente tóxicos. O Planejamento Experimental surge como ação mitigadora para o uso racional da água na etapa de tingimento. Os processos de Oxidação Avançada se destacam dentre os métodos de tratamento para a degradação do corante e de contaminantes presentes no efluente. Neste contexto, a tecnologia de radiação ionizante por feixe de elétrons, pode ser vista como a próxima geração de técnicas de tratamento sem adições químicas e formação de resíduos e, portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito e a eficácia da radiação ionizante por feixe de elétrons em efluente oriundo de tingimento otimizado de algodão com o corante Reactive Blue 21 - RB 21. Para o planejamento e otimização de um processo de tingimento com um maior valor de Intensidade Colorística (K S-1) foi empregado a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) e os dados foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA). O efluente foi submetido à tratamento de irradiação em acelerador de elétrons, com variação de dose entre 2,5 e 15 kGy. As análises ecotoxicológicas para efeito agudo foram realizadas com o microcrustáceo Daphnia similis e com a bactéria marinha Vibrio fischeri. A prática de reúso do efluente tratado foi determinada pela análise da concentração de Cloreto de Sódio do efluente e de ensaios de solidez da cor dos tecidos. O efluente sem tratamento apresentou toxicidade para ambos os organismos-teste, com valores de CE 50 de 5,28% para Daphnia similis e de 0,43% para Vibrio fischeri. O tratamento de irradiação por feixe de elétrons reduziu em mais de 60% a cor e a toxicidade do efluente, na dose de 7,5 kGy. Em relação à prática de reúso do efluente tratado, a diferença de cor (ΔE), o K S-1 e os ensaios de solidez da cor não apresentaram diferenças significativas em comparação ao tingimento realizado com água de abastecimento. A otimização do processo de tingimento propiciou um melhor esgotamento do banho e, consequentemente, um efluente com menor carga orgânica. O tratamento com irradiação por feixe de elétrons apresentou eficácia para a redução da cor e de contaminantes do efluente. Além disso, se mostrou viável para a prática do reúso em um novo tingimento com o corante RB 21, proporcionando economia de água e de eletrólito ao processo.
Title in English
Optimization of cotton dyeing with Reactive Blue 21 dyestuff and treatment of the corresponding textile effluent with electron accelerator to reduce color and acute toxic effects
Keywords in English
ionizing radiation, toxicity
mathematical modeling
reactive dyestuff
textile effluent
Abstract in English
The textile industry demands a large volume of water and a number chemical inputs in its processes, especially secondary processing, generating effluents with high absorptiometric levels, high loads of contaminants and potentially toxic. The Experimental Planning emerges as a mitigating action for the rational use of water in the dyeing stage. The Advanced Oxidation processes stand out among the treatment methods for the degradation of the dyestuff and contaminants present in the effluent. In this context, the electron beam ionizing radiation technology can be seen as the next generation of treatment techniques without chemical additions and waste formation. Therefore, the purpose of this work was to study the effect and efficacy of ionizing radiation by electron beam in effluent from optimized dyeing of cotton with Reactive Blue 21 - RB 21 dyestuff. For the planning and optimization of a dyeing process with a higher value of Color Intensity (K S-1) was used the Response Surface Methodology (RSM) and the data were submitted to Analysis of Variance (ANOVA). The effluent was submitted to irradiation treatment in an electron accelerator, with dose variation between 2.5 and 15 kGy. The ecotoxicological analyzes for acute effects were performed with the microcrustacean Daphnia similis and with the marine bacteria Vibrio fischeri. The practice of reusing the treated effluent was determined by analyzing the concentration of Sodium Chloride in the effluent and testing the color fastness of the fabrics. The untreated effluent showed toxicity for both test organisms, with EC 50 values of 5.28% for Daphnia similis and 0.43% for Vibrio fischeri. The electron beam irradiation treatment reduced the color and toxicity of the effluent in more than 60% at a dose of 7.5 kGy. Regarding the reuse of treated effluent, the difference in color (ΔE), the K S-1 and the color fastness tests did not show significant differences compared to the dyeing carried out with supply water. The optimization of the dyeing process provided a better exhaustion of the bath and, consequently, an effluent with a lower organic load. The treatment with electron beam irradiation was effective in reducing the color and contaminants in the effluent. In addition, it proved to be viable for the practice of reuse in a new dyeing with the dyestuff RB 21, providing water and electrolyte savings to the process.
 
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Publishing Date
2022-08-19
 
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