Resumo

O efluente têxtil possui compostos de difícil biodegradabilidade, dentre os quais se destacam os corantes. A remoção desses corantes em sistemas tradicionais, tal como os lodos ativados, é usualmente limitada, o que remete a necessidade de se estudar a aplicação de novas tecnologias no tratamento do efluente têxtil. Nesse, sentido, o presente estudo visa avaliar o desempenho de um eletrobiorreator a membrana (EBRM) no tratamento de efluente da indústria têxtil. A operação do EBRM foi feita de maneira contínua durante 62 dias, com tempo de detenção hidráulica de 40 horas. O período operacional foi dividido em duas estratégias (E-1 e E-2), em que na E-1 a operação do reator foi realizada sem a eletrocoagulação, enquanto que na E-2 a operação do reator foi conduzida mediante eletrocoagulação, em regime intermitente (6 ON/ 18 OFF) sob densidade de corrente de 10A.m-2. Os resultados obtidos evidenciaram uma satisfatória remoção de matéria orgânica, com eficiência média de remoção de DQO 77% para E-1 e 83% para E-2. Observou-se um aumento significativo na remoção de fósforo com a aplicação da corrente elétrica, passando do valor médio de 9% na E-1 para o valor médio de 68% na E-2. Da mesma forma, a remoção de cor também foi otimizada, apresentando valor médio de 5% na E-1 e 50% na E-2. A turbidez do efluente tratado manteve-se praticamente nula em ambas as estratégias, devido à grande estabilidade do processo de filtração por membranas na remoção de partículas em suspensão. A eletrocoagulação resultou em uma menor velocidade de colmatação, com valor médio de 80 mbar.dia-1 na E-2, enquanto que na E-1 tal valor foi de 142 mbar.dia-1. De modo geral, entende-se que o EBRM configura-se como uma alternativa interessante ao tratamento do efluente da indústria têxtil.

Introdução

O lançamento inadequado de efluentes, sejam estes domésticos ou industriais tem sido apontado como um dos principais fatores responsáveis pela constante degradação ambiental de ecossistemas aquáticos. Considerando o elevado consumo de água e a utilização de diversos produtos químicos, o efluente gerado pelo setor industrial ganha posição de destaque nesse cenário por sua diversidade e complexidade.

Dentre as diversas atividades industriais, o setor têxtil é caracterizado como um dos segmentos mais tradicionais. As várias etapas envolvidas no beneficiamento do tecido nessas indústrias são também caracterizadas por gerar uma elevada vazão de efluente, com a presença de poluentes persistentes de estruturas complexas, como os umectantes, dispersantes e corantes [4].

Os corantes, apontados como o principal problema dos efluentes têxteis, são moléculas orgânicas altamente estruturadas e de difícil degradação biológica. Sua concentração é muitas vezes menor do que muitos outros produtos químicos presentes nos efluente do setor têxtil, contudo sua cor pode ser perceptível mesmo em baixas concentrações, por este motivo, e devido às características bioacumulativas de alguns destes compostos é essencial que haja a remoção destes durante o tratamento de efluentes têxteis [4].

Devido à baixa degradação dos corantes obtida pelos sistemas tradicionais, dentre os quais destaca-se o de Lodos Ativados, verifica-se a importância pelo estudo de novas tecnologias voltadas ao tratamento de efluente têxtil, com potencial para otimizar a remoção de corantes e outros produtos químicos recalcitrantes presente nesses efluentes.

Dentre as alternativas existentes, os biorreatores à membrana (BRM) vêm recentemente ganhando espaço no setor de saneamento. Os BRM são usualmente caracterizados como um processo de tratamento de efluentes no qual se tem a junção da etapa biológica de degradação da matéria orgânica ao processo físico de separação de fases por membranas [4]. Tal reator opera de forma semelhante ao processo de Lodos Ativados, sendo, no entanto, o decantador secundário substituído pelo módulo de membranas, normalmente de microfiltração ou ultrafiltração [4]. Essa concepção permite atingir altas concentrações de biomassa no reator biológico, intensificando o processo de degradação da matéria carbonácea e aumentando assim a eficiência do tratamento [2].

Apesar das vantagens reportadas, a utilização dos BRM é muitas vezes desestimulada pelo processo de colmatação das membranas, que exige a parada do reator para realização do procedimento de limpeza das membranas. Nesse sentido, medidas que visam à atenuação da colmatação das membranas vêm sendo amplamente estudadas [4]. Dentre elas, a aplicação de corrente elétrica contínua (CC) em BRMs tem se mostrado uma alternativa interessante quanto à minimização da colmatação. A corrente, no entanto, deve ser aplicada de forma intermitente e em baixa intensidade, tendo em vista não prejudicar os processos biológicos [1]. Os valores de densidade de corrente reportados pela literatura variam de 10 A.m-2 a 70 A.m-2 [1]. Diversos autores tem verificado que a associação da eletrocoagulação aos BRMs diminui a resistência à filtração nas membranas, seja pelo aumento do tamanho dos flocos, seja prela redução do carbono orgânico dissolvido [1]. Dessa associação, surgem então os modernos eletrobiorreatores à membrana (EBRM), caracterizados por operar com uma baixa velocidade de colmatação e reduzida necessidade de paradas para limpeza das membranas. Destaca-se também que o processo de coagulação que ocorre nesses reatores apresenta importante potencial para a remoção de contaminantes específicos, como os corantes presentes nos efluentes têxteis e os compostos fosfatados, via precipitação química.

Apesar do grande potencial, a referida tecnologia ainda carece de maiores investigações, sobretudo quanto a sua aplicabilidade no tratamento de efluentes industriais, já que os estudos de eletrobiorreatores a membrana, de maneira geral, como o de BANI-MELHEM e ELEKTOROWICZ (2011) [1], são direcionados ao tratamento de efluentes domésticos. Nesse contexto, o presente estudo tem por objetivo avaliar a utilização de um eletrobiorreator a membrana (EBRM) no tratamento de efluente têxtil, sendo investigadas a remoção de DQO, amônia, fósforo, cor e turbidez, bem como o teor de sólidos alcançado no reator e a colmatação das membranas.

Autores: Augusto Eduardo Schlegel; Mauana Ravadelli; André Aguiar Batistelli; Flávio Rubens Lapolli e Tiago José Belli.