Fotodegradação de efluentes têxteis utilizando óxido de zinco (ZnO) e dióxido de titânio (TiO2)

Abstract

RESUMO: Este trabalho propõe a aplicação da fotocatálise heterogênea no tratamento de efluentes provenientes de uma tinturaria de malhas utilizando dois catalisadores diferentes, ZnO e TiO2, sob irradiação artificial, investigando-se a influência de parâmetros como pH, concentração de catalisador e adição de H2O2 em diferentes concentrações. Os resultados foram avaliados em função da redução nas absorvâncias (284, 621 e 669 nm), redução na DQO e no COT, eficiência cinética (constantes de velocidade), mineralização (através da análise da formação de íons como NH4 + e NO3 -) e toxicidade por meio de testes com Artemia salina. Os melhores resultados foram obtidos para os menores valores de pH e de concentração do catalisador, sendo escolhidos como parâmetros de trabalho 0,0625 g L-1 de catalisador em pH 3,0. A adição de H2O2 melhorou significativamente a degradação dos compostos, pode-se observar um aumento na redução das absorvâncias, nas constantes de velocidade e na eliminação de COT. Para as análises com TiO2 e H2O2 em 1,0.10-4 mol L-1 foram observadas as maiores constantes de velocidade, associadas a maiores eficiências na redução das absorvâncias, comprovado pelas menores concentrações de COT residual obtidas. Para os testes com ZnO e 1,0.10-2 mol L-1 de H2O2, foram observadas as maiores taxas de mineralização, indicando uma degradação mais eficiente dos intermediários de reação, muitas vezes tóxicos. Os testes com Artemia salina confirmaram a eficiência do processo, reduzindo a toxicidade do efluente após tratamento para ambos os catalisadores, atingindo valores de LC50 maiores que 100%, indicando que os produtos formados durante o tratamento não são tóxicos

ABSTRACT: This work's goal is to apply heterogeneous photocatalysis in the treatment of effluents from a local dyeing factory, using two different catalysts, ZnO and TiO2, under artificial UV light, studying the influence of parameters such as pH, catalyst load and different concentrations of H2O2. The results were evaluated in terms of absorbance reduction (284, 621 e 669 nm), COD reduction, TOC, kinetics efficiency (rate constants), mineralization (through analyzing the generation of ions such as NH4 + and NO3 -) and toxicity by tests with Artemia salina shrimps. The best results were obtained for the lower values of pH and catalyst load, being the catalyst concentration of 0,0625 g L-1 and pH 3,0 chosen as working parameters. Adding H2O2 to treatment significantly increased the degradation results, it was observed an increased absorbance reduction, higher rate constants and better TOC removal. The analysis with TiO2 and with 1,0.10-4 mol L-1 of H2O2 showed the best rate constants, in accordance with the highest absorbance reductions and TOC removal obtained. In the tests with ZnO and 1,0.10-2 mol L-1 of H2O2, the best mineralization rates were observed, indicating a more efficient degradation of reaction intermediates, which are often toxic. The tests with Artemia salina shrimps confirmed the treatment efficiency for both catalysts, showing lower toxicity in comparison with the non-treated effluent, with LC50 values exceeding 100%, meaning that the products generated during the treatment are non-toxic