Degradação de nonilfenol polietoxilado e de efluente têxtil por meio de eletrocoagulação e processos Fenton
Resumo
Nonilfenóis polietoxilados são surfactantes não iônicos amplamente utilizados pela indústria têxtil. Estes compostos, submetidos a processos inadequados de tratamento, podem ser biodegradados a metabólitos que apresentam atividade estrogênica. Desta forma, processos de tratamento de efluentes, eficazes para a remoção e/ou aumento da biodegradabilidade destes produtos suspeitos de ação desreguladora hormonal, fazem-se muito necessários, atualmente. Neste trabalho, verificou-se a degradação de nonilfenol polietoxilado com 9 moles de óxido de etileno (NF9) por meio de processos avançados de oxidação (Fenton e foto-Fenton) e eletroquímicos (eletrocoagulação, Fenton eletroquímico). Os parâmetros de processo estudados foram: concentração de NF9 (determinada por meio de cromatografia líquida de alta eficiência - HPLC), demanda química de oxigênio (DQO), absorbância na região UV-Visível (200-800 nm) e concentração residual de peróxido de hidrogênio (H2O2). Primeiramente, fez-se a determinação da concentração de NF9 presente no efluente têxtil através de procedimento desenvolvido para tanto, com base na extração de surfactantes para posterior determinação. A concentração de NF9 nas amostras de efluente têxtil foi da ordem de 20 mg L-1. Fez-se planejamento fatorial para a adequação das condições experimentais do processo de degradação de NF9, em solução aquosa, com auxílio dos processos de Eletrocoagulação e Fenton. Os experimentos de eletrocoagulação foram feitos em reator tipo tanque agitado, de 500 mL de capacidade, com resfriamento e com distância entre os eletrodos de 3,5 cm. Os parâmetros avaliados foram: concentração do NF9 (20 e 40 mg L-1), temperatura (30 e 60 0C), corrente aplicada (1 e 1,5 A) e natureza do eletrodo (ferro e alumínio). A utilização de eletrodos de alumínio gerou efeitos de maior significância. O efeito exercido pela temperatura não foi significante, estatisticamente. O melhor desempenho, com redução da concentração do NF9 superior a 95% (em 30 min de reação), foi alcançado no experimento em que foram utilizados 20 mg L-1 de NF9, corrente de 1,5 A e eletrodos de alumínio. Para o processo Fenton, os experimentos foram efetuados em reator tipo tanque agitado (1000 mL de capacidade) e em pH 3. Foram avaliadas as concentrações de: NF9 (20 e 40 mg L-1), Fe2+ (20 e 40 mg L-1) e H2O2 (60 e 100 mg L-1). Todas as variáveis investigadas foram significantes. O melhor desempenho, com redução da concentração de NF9 superior a 95% (em 5 min de reação), foram obtidos usando-se as seguintes concentrações: 20 mg L-1 de NF9, 40 mg L-1 de Fe2+ e 100 mg L-1 de H2O2. Com o objetivo de intensificar a degradação de NF9, obtida por eletrocoagulação com eletrodos de ferro, fez-se também Fenton eletroquímico. Foi utilizado o mesmo equipamento da eletrocoagulação, apenas, adicionando-se 20 mg L-1 de H2O2 e ajustando-se o pH a 3. Com este tratamento chegou-se a remoção acima de 95% de NF9 em solução aquosa, em 5 min de reação. Os melhores resultados obtidos foram, então, tomados como base para a aplicação dos tratamentos propostos (Fenton, foto-Fenton, Fenton eletroquímico e eletrocoagulação) na degradação de NF9 em efluente têxtil. O reator empregado para o tratamento foto-Fenton foi o mesmo utilizado no processo Fenton, acoplando-se câmara de fotoirradiação composta por lâmpada de mercúrio de 125 W e coluna de quartzo. A eletrocoagulação permitiu redução de NF9 e DQO da ordem de 95 e 50%, respectivamente, em apenas 15 min de reação. O processo Fenton propiciou redução de NF9 de 38% e degradação da matéria orgânica de 11 %, já em 5 min de reação. Quanto ao processo foto-Fenton, redução NF9 e DQO da ordem de 58 e 21%, respectivamente, foram obtidas após uma hora de reação. A adição de peróxido de hidrogênio em processo de eletrocoagulação, utilizando-se eletrodos de ferro (processo Fenton eletroquímico), promoveu aumento do desempenho, na degradação de NF9, de 45 para 95%, em 5 min de reação. Nas condições investigadas, todos os processos mostraram-se eficientes na degradação de solução aquosa de NF9. Para o efluente têxtil, os tratamentos eletroquímicos forneceram os melhores resultados, tanto para a remoção de NF9 como para a redução de DQO.