ANÁLISE ESTATÍSTICA DO PROCESSO DE DESCOLORAÇÃO DO AZUL DE METILENO POR OZONIZAÇÃO

ANÁLISE ESTATÍSTICA DO PROCESSO DE DESCOLORAÇÃO DO AZUL DE METILENO POR OZONIZAÇÃO

Carolina Silva

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Universidade Federal de São João Del Rei – Campus Alto Paraopeba. Rod. MG 443, Km 7, CEP: 36420-000, Ouro Branco, MG

Resumo

RESUMO – Os corantes têxteis são misturas de compostos com estruturas molecular complexa e de difícil degradação. Quando não tratados adequadamente, podem modificar todo o ecossistema, diminuindo a transparência da água e a penetração da radiação solar. O objetivo desse estudo é comprovar a eficiência do processo de ozonização direta na remoção de cor de uma solução sintética de azul de metileno e apontar quais variáveis poderiam influenciar essa eficiência. Foram estudadas a potência do ozonizador (40-60%), o recheio do reator (30-90g) e a vazão de ozônio utilizada (2-4 mL/min). Box-Behnken com três fatores e três níveis e um conjunto de 18 experimentos foram realizados considerando os limites dos parâmetros. Os resultados foram ajustados a um modelo polinomial quadrático desenvolvido utilizando a metodologia de superfície de resposta (MSR). A potência do ozonizador foi a única variável significante. Os valores ótimos dos parâmetros são potência do ozonizador = 50,556%, recheio = 90g e vazão de ozônio = 4 mL/min. Coeficientes de determinação R² > 0,99 mostram quão bem os dados experimentais ajustaram-se ao modelo.

Palavras-chave: Efluentes têxteis. Azul de Metileno. Ozonização. Box-Behnken.

 

INTRODUÇÃO

É estimado que mais de 10.000 corantes diferentes são industrialmente utilizados e mais de 700.000 toneladas de corantes sintéticos são produzidos, por ano, em todo o mundo (EREMEKTAR et al., 2006). Materiais têxteis podem ser tingidos utilizando processos contínuos, semi-contínuos ou em batelada. O tipo de processo utilizado vai depender de diversas características incluindo o tipo de material e os requisitos de qualidade no tecido tingido, por exemplo. Dentre os processos citados, o em batelada é o mais comumente utilizado (ZHANG et al., 2009).

A indústria têxtil produz, anualmente, até 200.000 toneladas de efluentes contendo altas concentrações de corantes. Isso acontece porque a grande maioria escapa dos processos convencionais de tratamentos de águas residuais, persistindo no meio ambiente como resultado da sua alta estabilidade (resistentes à luz e temperatura, por exemplo). Além disso, agentes antimicrobianos resistentes à degradação biológica são frequentemente utilizados na fabricação

de têxteis, particularmente para fibras naturais como o algodão (YESILADALI et al., 2006). A origem sintética e a estrutura aromática complexa destes agentes os tornam mais recalcitrantes para a biodegradação. No entanto, a legislação ambiental obriga as indústrias a eliminar a cor de seus efluentes que contém corantes antes que sejam devolvidos ao meio ambiente. Além da preocupação em obedecer aos órgãos ambientais sob o risco de multas de valores exorbitantes, existem interesses sócio/mercadológicos por parte das empresas em transmitirem uma imagem positiva junto à população, visando tornarem-se mais competitivas em um mercado cada vez mais conscientizado e exigente (TEIXEIRA & JARDIM, 2002).

Atualmente, existem estudos direcionados a métodos mais eficientes para tratamento de águas residuais e efluentes industriais. Neste aspecto, destacam-se os Processos Oxidativos Avançados (POA). A eficácia dos POAs depende da geração de radicais livres reativos, sendo o mais importante dele

o radical hidroxila (HO•), que pode ser gerado através de reações envolvendo oxidantes fortes, como o ozônio (O3) e o peróxido de hidrogênio (H2O2), semicondutores, como o dióxido de titânio (TiO2) e o óxido de zinco (ZnO) e irradiação ultravioleta (UV) (MANSILLA et al, 1997).

O objetivo deste trabalho é observar a eficiência da ozonização (Processo Oxidativo Avançado homogêneo sem presença de irradiação) na remoção de cor de uma solução aquosa de azul de metileno (efluente sintético), corante de grande aplicabilidade em diferentes ramos.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Azul de Metileno

O azul de metileno (C16H18CIN3S) é uma molécula orgânica, aromática, heterocíclica e solúvel em água ou álcool. Característico por ter uma forte coloração azul que absorve intensamente na região do UV-visível (λmáx = 665 nm em água) (OLIVEIRA et al., 2013), é um corante catiônico pertencente à classe das fenotiazinas. Possui peso molecular de 373,90 g.mol-1 e diâmetro molecular de 0,80 nm (HAMEED et al., 2009). A Figura 1 ilustra sua estrutura molecular, que apresenta ressonância no seu cátion quando em solução aquosa, podendo a carga positiva estar localizada no átomo de nitrogênio ou no átomo de enxofre.

Figura 1: Estruturas ressonantes do corante azul de metileno.

[pic 1]

FONTE: Adaptado de Goés, 2013.

Além de ser aplicado em tingimentos de alguns tecidos como algodão, lã e seda, o azul de metileno também é empregado na produção de papel (VADIVELAN, 2005), poliéster e nylon de antissépticos, anti-histamínicos e anti-psicóticos. Entretanto, sua principal aplicação está dentro do ramo da Terapia Fotodinâmica (TFD) como agente fotossensibilizante, porém não apenas em Oncologia. Estudos têm trabalhado a possibilidade de aplicações farmacológicas (STOCCHE et al., 2004).

Amplamente utilizado, porém de difícil degradação, esse corante causa efeitos toxicológicos em organismos aquáticos e diminui a quantidade de oxigênio dissolvido presente na água. Para os seres humanos, a exposição aguda ao azul de metileno, quando descartado sem tratamento, pode causar o aumento dos batimentos cardíacos, náuseas, vômitos, icterícia, diarreia e necrose dos tecidos (HAMEED et al., 2009).

Processos Oxidativos Avançados (POA)

Levando em consideração que as matrizes de interesse (efluentes) são muitas vezes compostas de substâncias com alta toxicidade e que destruir o poluente é muito mais interessante do que simplesmente transferi-lo de fase, os Processos Oxidativos Avançados vêm sido, nesse contexto, cada vez mais estudados e desenvolvidos nos últimos anos (TEIXEIRA & JARDIM, 2002).