BR102014033134B1 - Floculação iônica de tensoativos aniônicos para remoção de corante de efluente têxtil - Google Patents

Abstract

FLOCULAÇÃO IÔNICA DE TENSOATIVOS ANIÔNICOS PARA REMOÇÃO DE CORANTE DE EFLUENTE TÊXTIL. A invenção refere-se a um processo de tratamento de efluente têxtil que emprega a floculação iônica de tensoativos aniônicos e sais de cálcio de modo a criar flocos hidrofóbicos capazes de remover o corante do efluente, aplicando tensoativos biodegradáveis. O processo consiste na adição de um tensoativo aniônico ao efluente têxtil, seguido da adição de sais de cálcio, promovendo a reação do tensoativo com o cálcio e a interação deste novo tensoativo com o corante formando um tensoativo insolúvel na forma de um floco impregnado com corante, que após a decantação e/ou filtração leva a um efluente têxtil tratado.

Description

[001] Refere-se a seguinte solicitação de patente de invenção a um processo de “Floculação Iônica de Tensoativos Aniônicos para Remoção de Corante de Efluente Têxtil”, que consiste num processo de tratamento do efluente têxtil utilizando tensoativos aniônicos que interagem com o corante através de sua parte apolar e, em seguida, reagem com o cálcio para formação de tensoativos insolúveis que, ao serem submetidos à agitação, formam flocos impregnados com corante que, por ação da gravidade, se separam do efluente e arrastam o corante, removendo-o do meio, proporcionando um efluente com baixa concentração de corante.

[002] No atual estado da técnica vários processos são utilizados com a mesma finalidade desta invenção, mas cada um com suas respectivas limitações. Existem vários métodos utilizados para remover corantes, alguns exemplos destes processos são descritos e exemplificados a seguir.

[003] Um dos processos aplicados ao tratamento de efluente têxtil é a Extração por Ponto Nuvem que emprega tensoativos não iônicos em temperaturas acima do ponto de turbidez para promover a desidratação do tensoativo, provocando sua perda de afinidade com a água, criando duas fases, sendo uma delas com característica hidrofóbica, denominada coacervato, que atrai o corante por sua maior afinidade com a fase orgânica, removendo-o do efluente. Entretanto, este processo utiliza grandes quantidades de tensoativos que são de baixa biodegradabilidade, além de utilizá-los em temperaturas elevadas, demandando um alto consumo energético. Exemplos desta aplicação são: “Cloud Point Extraction of Toxic Eosin Dye Using Triton X-100 as Nonionic Surfactant”, Water Res., 39, 3885-3890, 2005; M. K. Purkait, S. Banerjee, S. Mewara, S. DasGupta, S. De. “Performance of TX-100 and TX-114 for the Separation of Chrysoidine Dye Using Cloud Point Extraction”, J. Hazard. Mater. B137, 827-835, 2006.

[004] Outra técnica aplicada para o tratamento de efluente têxtil utilizando tensoativo é a ultrafiltração micelar que aplica tensoativos para promover a formação de micelas, que solubilizam as moléculas de corante. As micelas, sendo maiores em tamanho, podem ser removidas junto com o corante usando membranas porosas. No entanto, o emprego desta técnica tem a desvantagem de saturação frequente da membrana, exigindo um pré-tratamento para aumentar o tempo de vida útil da mesma, encarecendo o processo. Exemplos deste processo são: “Micellar- Enhanced Ultrafiltration for Removal of Reactive Dyes from an Aqueous Solution”, Desalination, 191, 153-161, 2006, A.L. Ahmad, S.W. Puasa, M.M.D. Zulkali. “Removal of Dye from Wastewater Using Micellar-Enhanced Ultrafiltration and Recovery of Surfactant”, Sep. Purif. Technol., 37, 81-92, 2004; M. K. Purkait, S. DasGupta, S. De.

[005] Outras técnicas utilizadas no tratamento do efluente têxtil são os Processos Oxidativos Avançados que envolvem a aplicação de peróxido de hidrogênio ou o processo Fenton para formar radicais hidroxilas altamente reativas que atacam o corante, provocando sua degradação. Porém, esta técnica aplica radiação ultravioleta para formar os radicais, requerendo um consumo elevado de energia, além de provocar a formação de coprodutos. Exemplos deste processo são: “Oxidation of Direct Dyes with Hydrogen Peroxide Using Ferrous Ion as Catalyst”, Sep. Purif. Technol., 31, 241-250, 2003, P.K. Malik, S.K. Saha. “Decolorization and Mineralization of Commercial Reactive Dyes Under Solar Light Assisted PhotoFenton Conditions”, Solar Energy, 77, 573-581, 2004, F. Torrades, J. García- Montano, J. A. García-Hortal, X. Domènech, J. Peral.

[006] A remoção de corante do efluente têxtil, objeto desta solicitação de patente, utiliza tensoativos aniônicos para interagir com o corante e, em seguida, adiciona-se cálcio à mistura, promovendo a reação do tensoativo com o cálcio, originando flocos de tensoativo insolúveis impregnados com corante. Este processo é descrito a seguir e a descrição detalhada desta invenção será melhor compreendida observando as Figuras 1 e 2, que apresentam o fluxograma descrevendo as etapas do processo a nível molecular.

[007] O efluente têxtil é composto por corantes que interagem com o tensoativo aniônico através de sua parte hidrofóbica, conforme ilustrado na Figura 1 (1). O tensoativo pode ser aplicado em concentrações entre 50 ppm e 1500 ppm, numa faixa de temperatura de 25°C a 85°C, para qualquer concentração de corante.

[008] Após a mistura do tensoativo com o efluente, adiciona-se o cálcio (numa concentração correspondente à metade daquela de tensoativo) que reage com o tensoativo ligando-se a sua parte polar, formando um precipitado insolúvel, como apresentado na Figura 1 (3).

[009] Em seguida, efetua-se a homogeneização do meio aplicando uma agitação numa faixa compreendida entre 150 rpm a 1000 rpm, ocorrendo a formação de um precipitado composto por partículas dispersas no meio. Então, reduz-se a velocidade de agitação para um valor entre 30 rpm a 150 rpm, promovendo a formação de flocos que são obtidos a partir da aglomeração das partículas dispersas, conforme ilustrado na Figura 2.

[010] Esses flocos são removidos do meio utilizando uma etapa de decantação e/ou filtração. Para a decantação, um tempo de repouso entre 15 minutos a 45 minutos é necessário para proporcionar a separação dos flocos do meio, obtendo-se um efluente com menor concentração de corante e mais adequado para descarga após a etapa de tratamento. Caso não seja possível obter uma boa separação dos flocos do efluente por decantação, ou se deseje a rápida remoção deles, aplica-se nessa etapa, uma filtração convencional simples sobre filtro de caixa de areia.

[011] O processo pode ser descrito resumidamente da seguinte forma:1°) interação do corante com o tensoativo conforme Figura 1 (2);2°) formação do tensoativo insolúvel através da reação com o cálcio conforme Figura 1 (3);3°) formação dos flocos através dos choques entre as partículas de tensoativo insolúveis conforme Figura 2; e4°) remoção dos flocos impregnados com corante por um processo de decantação e/ou filtração.

[012] O presente invento objetiva solucionar os inconvenientes dos tratamentos apresentados através do desenvolvimento de um processo de tratamento para o efluente têxtil que consome pouca energia, aplicando materiais biodegradáveis, requerendo um curto tempo de operação e utilizando materiais de baixo custo.

Claims (2)

1) “FLOCULAÇÃO IÔNICA DE TENSOATIVOS ANIÔNICOS PARA REMOÇÃO DE CORANTE DE EFLUENTE TÊXTIL”, caracterizada por seguir as seguintes etapas: 1°) adicionar ao efluente têxtil o tensoativo aniônico (1) na faixa de concentração entre 50 ppm e 1500 ppm e numa faixa de temperatura de 25°C a 85°C, em qualquer concentração de corante (2); 2°) adicionar ao efluente têxtil sais de cálcio (3) na concentração correspondente à metade daquela do tensoativo, iniciando a precipitação do tensoativo insolúvel; 3°) agitação, numa faixa entre 150 rpm a 1000 rpm, para provocar os choques entre as partículas de tensoativo insolúveis, formando um floco impregnado com corante; 4°) deixar a mistura em repouso entre 15 minutos a 45 minutos para a remoção dos flocos por decantação dos flocos.

2) “FLOCULAÇÃO IÔNICA DE TENSOATIVOS ANIÔNICOS PARA REMOÇÃO DE CORANTE DE EFLUENTE TÊXTIL”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela dita remoção dos flocos na 4a etapa ser realizada por filtração convencional simples sobre filtro de caixa de areia.

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