A utilização do coagulante natural moringa no tratamento de efluente têxtil no processo em batelada e contínuo oriundo da etapa de tingimento

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ISSN: 2595-4431
	
	
	
	Revista Brasileira de Meio Ambiente, v.X, n.X. 0XX-0XX (20XX)
Revista Brasileira de Meio Ambiente
Exemplo et al
	
	
	
	
2	Revista Desenvolvimento e Meio Ambiente 00 (2017) 000–000
Revista Brasileira de Meio Ambiente (v.z, n.z – 20XX)
 
Exemplo, A., Exemplo, B., Exemplo, C., Exemplo, D (20XX). Exemplo de título exemplo de título. Revista Brasileira de Meio Ambiente, v.x, n.x, p.xx-xx.
Direitos do Autor. A Revista Brasileira de Meio Ambiente utiliza a licença Creative Commons - CC Atribuição Não Comercial 4.0. 1
Fulano et al 5
A utilização do coagulante natural moringa no tratamento de efluente têxtil no processo em batelada e contínuo oriundo da etapa de tingimento 
Histórico do Artigo: Submetido em: 00/00/0000 – Revisado em: 00/00/00 – Aceito em: 00/00/00
R E S U M O 
Os efluentes têxteis são constituídos por diversas substâncias, formando uma mistura complexa e, por esta razão, muito difícil de ser tratada. Mais especificamente no setor de tinturaria são aplicados os corantes nos substratos, onde estes geram um elevado volume de efluente, tornando-se um importante poluente no que diz respeito à poluição de corpos hídricos. Esta pesquisa visa o estudo de tratamento de efluente têxtil sintético e real proveniente do processo de tingimento utilizando coagulante natural moringa no sistema batelada e contínuo de tratamento. Para o estudo foi preparado uma solução coagulante, oriunda das sementes secas e trituradas. Com a utilização do coagulante no planejamento experimental foram otimizadas as condições de tratamento, como concentração de coagulante e concentração de corante. Aplicando-as no tratamento no sistema contínuo do módulo didático da Bancada de Tratamento de Água ou Efluente no Laboratório de Operações Unitárias, da UNIVALI. A semente de moringa mostrou-se eficiente para tratar efluentes sintéticos em processo batelada ou contínuo, tendo máxima redução de turbidez de 94,6 % e de cor de 87,23 % para o efluente sintético de poliéster. A redução de DQO não foi tão expressiva, a máxima foi de 17 % no efluente sintético para algodão utilizando a concentração baixa (25 mL/L) de moringa no tratamento. Testes realizados em batelada com efluente real de tinturaria confirmaram a eficiência da utilização da moringa como coagulante natural para remoção de corantes têxteis. 
Palavras-Chaves: Efluente têxtil, Coagulação, Moringa.
The use of natural coagulant moringa in the treatment of textile effluent in the batch and continuous process arising from the dyeing step
A B S T R A C T 
Textile effluents are made up of different substances, forming a complex mixture and, for this reason, very difficult to be treated. More specifically in the dyeing sector, dyes are applied to substrates, where they generate a high volume of effluent, becoming an important pollutant regarding the pollution of water bodies. This research aims to study the treatment of textile effluent from the dyeing process using the natural coagulant moringa in the batch and continuous treatment system. For the study, the powdered coagulant will be prepared, coming from the dried and crushed seeds. With the use of the coagulant in the experimental planning, the treatment conditions were optimized, such as coagulant concentration and dye concentration. Applying them in the treatment in the continuous system of the didactic module of the Bench of Water or Effluent Treatment in the Laboratory of Unit Operations, UNIVALI. The moringa seed proved to be efficient to treat synthetic effluents in batch or continuous process, with maximum turbidity reduction of 94.6 % and color reduction of 87.23 % for the polyester synthetic effluent. The reduction of COD was not so expressive, the maximum was 17 % in the synthetic cotton effluent using the low concentration (25 mL/L) of moringa in the treatment. Tests performed in batch with real dyeing effluent confirmed the efficiency of using moringa as a natural coagulant for textile dye removal. 
Keywords: Textile effluent, Coagulation, Moringa.
1. Introdução 
O setor industrial possui uma alta demanda hídrica, sendo de suma importância reduzir a poluição causada pelos seus processos industriais em cada etapa da cadeia produtiva (Souza et al., 2016).
A indústria têxtil é um setor importante no Brasil, que tem funcionado a quase 200 anos. O país representa a maior cadeia têxtil do Ocidente, com todas as fases de produção, desde o cultivo do algodão para obtenção da fibra, depois a fiação, a tecelagem, a produção de tecido, acabamento, costura, até à venda a retalho. Em 2018, o setor contava com 25,5 mil empresas formais e produzia uma média de 1,2 milhões de toneladas de tecidos que se posicionaram como o 2º maior empregador na indústria de conversão no Brasil (ABIT, 2018).
A demanda por água é expressiva (média de 200 m3 de água por tonelada de artefato têxtil), gerando muito efluente (Ramos et al., 2020).
O acabamento e tingimento de tecidos estão diretamente ligados ao alto consumo de água e aos aspectos ambientais. O maior impacto causado ao meio ambiente se dá em função da utilização de insumos químicos e corantes nas atividades de tingimento e acabamento. A água como recurso, é utilizada nos processos de lavagem, coloração, transferência de calor, aquecimento ou resfriamento (Ferreira et al., 2019).
A água residuária de tingimento das indústrias têxteis é considerada uma das mais complicadas águas residuais industriais, geralmente consistindo em uma grande quantidade de produtos químicos recalcitrantes e perigosos (Han et al., 2021).
Esses efluentes são altamente complexos, pois consistem em vários tipos de corantes, aditivos químicos, sólidos em suspensão, DQO, DBO e alta acidez. Estima-se que mais de 10.000 diferentes corantes e pigmentos sintéticos são usados ​​na indústria têxtil (Bhatia et al., 2017).
A descarga de efluentes contendo corantes sintéticos no meio ambiente afeta seu status ecológico, causando várias mudanças indesejáveis, pois os corantes possuem elevada solubilidade em água, mesmo em concentrações reduzidas. Estes compostos podem alterar aparência natural de rios e lagos, além de afetar a vida aquática, interferindo na transmissão da luz solar, e consequentemente reduzindo a fotossíntese e oxigenação de reservatórios de água (Holkar et al., 2016; Yaseen; Scholz, 2019).
Em quesitos legais, no Brasil, a resolução CONAMA 357 de 2005 (Brasil, 2005) estabelece a classificação dos corpos d’água de acordo com os seus usos preponderantes e determina as condições e os padrões que devem ser obedecidos para o seu enquadramento. Esta resolução também dispunha sobre os padrões e as condições para o lançamento de efluentes, onde foi complementada e alterada pela resolução CONAMA no. 430 de 2011 (Brasil, 2011).
A coagulação e floculação são processos físico-químicos amplamente utilizados em indústrias e para o tratamento de efluente têxtil, pois são eficientes na remoção de sólidos suspensos, fósforo, redução da demanda química de oxigênio (DQO) e da cor (Kim, 2016). 
Sais de alumínio, sais férricos e cloreto de polialumínio são os coagulantes inorgânicos frequentemente usados para coagulação. No entanto, estes coagulantes sintéticos estão relacionados à formação de lodo inorgânico com gerenciamento complexo associado a altos custos e variação significativa de pH após o tratamento (Bratby, 2016; Guven et al., 2019).
Com base nessa perspectiva, os coagulantes naturais contêm compostos com atividade de coagulação (polissacarídeos e proteínas) e podem atuar como um bom substituto dos coagulantes sintéticos, uma vez que são fonte renovável, potencialmente biodegradável e não perigosa (Lun; Wahab, 2020).
Os componentes ativos dos coagulantes são capazes de desestabilizar os coloides de águas residuais através domecanismo de adsorção e neutralização de carga ou formação de ponte (Nonfodji et al., 2020). O uso de moringa como coagulante natural apresenta vantagens quando comparado aos coagulantes inorgânicos, como baixo custo, produção de lodo biodegradável, baixa toxicidade e nenhuma variação de pH ou necessidade de ajuste de pH para promover um tratamento eficiente (Taiwo; Adenike; Aderonke, 2020). 
O presente trabalho visa caracterizar os efluentes sintético e real gerado pela tinturaria antes e após o tratamento, quantificando DQO, condutividade, cor e turbidez. As concentrações do coagulante foram testadas por meio de procedimentos experimentais, verificando a eficiência do tratamento, principalmente na remoção de DQO (Demanda Química de Oxigênio) onde o mesmo é um importante indicador de poluição, assim como cor e turbidez. As melhores condições operacionais de agitação e sedimentação posteriormente foram aplicadas no tratamento contínuo do efluente.
2. Material e Métodos
2.1 Preparação da Solução de Coagulante
Primeiramente as sementes oriundas da cidade de Maringá PR foram descascadas e utilizadas apenas seu núcleo. Para a preparação de uma solução coagulante 5 % (m/v), pesou-se 25 g do núcleo da moringa e triturou-se em um liquidificador com 500 mL de água destilada. Para a obtenção do coagulante final filtrou-se a solução à vácuo em funil de Büchner com papel filtro. Para não perder suas características coagulantes, toda solução preparada, foi utilizada no dia.
2.2 Preparação do Efluente Sintético
Para a preparação do efluente sintético foram utilizados dois tipos de corantes pretos reativo e disperso, que são aplicados na etapa de tingimento do tecido de algodão e de poliéster, respectivamente, na indústria. 
A fim de comparação, foram utilizadas duas concentrações (10 e 100 ppm) para cada corante, separadamente.
2.3 Testes Preliminares
Os testes preliminares foram realizados com os dois tipos de corantes pretos nas concentrações de 10 e 100 ppm, o coagulante moringa foi testado como semente triturada e em solução, e os tempos de 24 h de repouso observados. Em todos os experimentos efetuou-se uma agitação rápida para homogeneização do efluente e coagulante, em seguida agitação mais lenta, e então repouso para decantação. Manteve-se o pH original do efluente sintético e temperatura ambiente (~25 ºC). Após o tempo de repouso foi observado visualmente qual solução teve maior ação coagulante.
2.4 Planejamento Experimental
O planejamento experimental foi realizado em efluentes sintéticos utilizando os corantes pretos reativo e disperso 22, variando a concentração de corante e a concentração de coagulante utilizados nos testes preliminares. As concentrações de corante foram de 10 e 100 ppm e a solução de moringa de 25 e 100 mL/L.
Para a realização dos experimentos, foram utilizados 200 mL de efluente com 20 mL de solução de coagulante. Em seguida, agitou-se por 30 minutos, e deixou sedimentar por 24 h. Após estas etapas, foram retirados 100 mL do sobrenadante de cada amostra para análise.
Analisou-se cor, turbidez e condutividade de cada amostra a fim de saber qual o melhor tratamento.
2.5 Análise dos Efluentes antes e após o tratamento
Para a análise da DQO, condutividade, cor, turbidez foram seguidas as metodologias da 23ª edição do Standard Methods for the Examination of Water & Wastewater (APHA, 2017).
2.6 Processo contínuo
As condições otimizadas com o efluente sintético no processo batelada foram aplicadas operando o processo contínuo no módulo didático de sedimentação. O presente módulo conta com sedimentador circular (com raspador de fundo) e filtro de areia e carvão ativado compondo a Bancada de Tratamento de Água ou Efluente no Laboratório de Operações Unitárias, da UNIVALI. Entretanto, o processo contínuo foi testado até o sedimentador (Figura 1).
Figura 1 - Bancada de Tratamento de Água ou Efluente.
3. Resultados e Discussão
3.1 Testes preliminares
A partir dos testes preliminares foi possível definir a melhor forma de utilizar a semente de moringa, sendo escolhido a moringa em forma de solução (5 %) devido a sua melhor ação de coagulação.
Para saber quais as melhores condições de concentração de corante e concentração de moringa foi realizado o planejamento experimental.
3.2 Planejamento experimental
Com a realização dos testes preliminares definiu-se as variáveis utilizadas com os dois corantes no planejamento experimental e a validação foi realizada utilizando o software IBM SPSS Statistics com os testes de estatística descritiva dos dados experimentais de turbidez, cor e condutividade. Devido ao teste de normalidade não ter encontrado uma distribuição normal, foi realizado o teste não paramétrico de Mann-Whitney afim de saber se houve diferença significativa entre os tratamentos.
3.2.1 Turbidez
Nas figuras 2 e 3, estão os resultados da turbidez da solução do corante in natura (100 e 10 ppm), com a solução de moringa (25 e 100 mL/L), utilizando corante de algodão e poliéster, respectivamente. Observa-se que o parâmetro turbidez aumenta proporcionalmente com a concentração de coagulante adicionada. Entretanto, a diminuição da turbidez para a solução de corante de poliéster após o tratamento, foi considerável.
 
 Figura 2 – Turbidez efluente sintético Algodão		Figura 3 – Turbidez efluente sintético Poliéster
Devido a solução de efluente sintético de algodão ter uma turbidez muito baixa, após o tratamento com moringa elevou-se a turbidez dela. Já para o efluente sintético de poliéster nas duas concentrações (10 e 100 ppm) obteve-se uma remoção da turbidez de aproximadamente 90 % utilizando moringa 25 mL/L e 75 % para moringa 100 mL/L.
Nos estudos de Esteves, Ferro e Olivio (2020) e Martins et al. (2020), os autores obtiveram uma alta porcentagem de remoção em soluções com alta turbidez utilizando a semente de moringa como coagulante no tratamento de Água e efluente de indústria de tintas. A remoção de turbidez foi de 90 e 97 %, respectivamente. 
3.2.2 DQO
As figuras 4 e 5 apresentam as análises de DQO das soluções dos diferentes corantes, algodão e poliéster, respectivamente na concentração 10 ppm in natura, utilizando a solução de moringa de 25 e 100 mL/L. A remoção de DQO foi de aproximadamente 17 % para o corante de algodão e 15 % para o corante poliéster, na concentração baixa (25 mL/L) de moringa, entretanto com o aumento da solução de moringa, não houve remoção da DQO.
Bergamasco et al. (2013) e Arruda et al. (2019) também observaram um aumento na DQO conforme a adição de maiores quantidades de semente, isso acontece devido a matéria orgânica presente na semente de moringa no tratamento de efluente têxtil.
 
Figura 4 – DQO efluente sintético Algodão	 Figura 5 – DQO efluente sintético Poliéster 
3.2.3 Cor
Para a solução de corante de algodão (Figura 5) na concentração de 10 ppm a redução da cor foi de 41,61 e 64,51 % utilizando a solução de moringa de 25 e 100 mL/L, respectivamente. Para a concentração de 100 ppm de corante obteve-se uma remoção de 66 e 52,25 % de cor para 25 e 100 mL/L da solução coagulante, respectivamente.
Já para a solução de corante de poliéster (Figura 6) na concentração de 100 ppm, chegou-se à remoção de aproximadamente 87 % de cor, independentemente da quantidade de solução de moringa utilizada.
 	 
	Figura 5 – Cor efluente sintético Algodão		Figura 6 – Cor efluente sintético Poliéster
Ginting et al (2018) utilizaram a semente de moringa na concentração de 1250 mg/L para tratar efluente oriundo de indústria têxtil em batelada e obteve uma remoção de cor de 52,38 %. Mohammed (2020) utilizou a semente de moringa em solução de NaCl para o tratamento de efluente real de uma indústria têxtil e obteve uma remoção de 77 % de cor.
3.2.4 Condutividade
As figuras 7 e 8 apresentam as análises de condutividade das soluções dos diferentes corantes, algodão e poliéster, respectivamente. Foi utilizado as concentrações de 10 e 100 ppm de corantes in naturae solução de moringa de 25 e 100 mL/L. Em todos os testes foram observados aumentos expressivos de condutividade, isto se deve ao fato de que os efluentes provenientes das indústrias de têxteis possuem alto conteúdo de compostos que são, geralmente, orgânicos de estruturas complexas e também devido ao extrato de Moringa oleífera ter o pH ácido, portanto, aumentando a condutividade da solução.
 		
Figura 7 – Condutividade efluente sintético Algodão Figura 8 – Condutividade Efluente sintético Poliéster
Martins et al. (2020) observaram o aumento da condutividade utilizando a semente de moringa em concentrações de 5, 10 e 25 g/L no tratamento em batelada de efluente proveniente de uma indústria de tintas.
Já no estudo de Ashwin, Balaji e Varma (2017) foi utilizado uma solução de coagulante 0,5 % de moringa no tratamento de águas residuárias de uma indústria e também foi observado um aumento considerável da condutividade. 
3.3 Processo contínuo
Para a aplicação no processo de tratamento contínuo foi escolhido o efluente sintético de poliéster na concentração de 10 ppm e concentração de 25 mL/L de moringa devido aos seus resultados serem os mais satisfatórios.
A tabela 1 apresenta os parâmetros estudados para o efluente antes e após o tratamento.
	Parâmetros
	Antes do Tratamento
	Após o Tratamento
	% de Redução
	Turbidez (NTU)
Cor (mg Pt-Co/L)
DQO (mg O2/L)
Condutividade µS/cm
	127,54
26,15
332,94
5,09 
	6,86
13,33
275,54 
158,55
	94,60
51,00
17,50
-
Tabela 1 – Resultados dos parâmetros estudados para o efluente sintético antes e após o tratamento.
	
Comparando os resultados do processo contínuo com o processo em batelada nota-se uma similaridade em todos os parâmetros, onde houve uma redução significativa de turbidez e de cor como observado no procedimento experimental.
3.4 Processo batelada com efluente real
A tabela 2 apresenta os parâmetros estudados para o efluente real antes e após o tratamento em batelada.
	Parâmetros
	Antes do Tratamento
	Após o Tratamento
	% de Redução
	Turbidez (NTU)
Cor (mg Pt-Co/L)
DQO (mg O2/L)
Condutividade mS/cm
	175,42
156,22
780,85
13,17 
	43,68
130,03
984,33 
10,46
	75,10
16,76
-
20,58
Tabela 2 – Resultados dos parâmetros estudados para o efluente real antes e após o tratamento.
	Optou-se em utilizar a solução de moringa na concentração de 100 mL/L para o tratamento do efluente real no processo em batelada. Obteve-se uma redução de turbidez de 75,1 %, entretanto, para melhores resultados dos outros parâmetros (cor, DQO e condutividade) seria necessário aplicar uma maior concentração de coagulante natural. Essa análise é devido à concentração de corantes ser maior no efluente real, comparado com os efluentes sintéticos que estava sendo usado.
	Segundo o estudo de Carmen e Daniela (2012), efluentes têxteis provenientes da etapa de tingimento possuem outros fatores importantes a serem analisados como: total de sólidos dissolvidos, DBO, total de Nitrogênio e Fósforo.
	
4. Conclusões
A utilização do planejamento experimental foi de suma importância para a determinação das melhores concentrações de corante e coagulante. Sem o uso desse método, tais variáveis seriam muito difíceis de serem estimadas em sua melhor dosagem, demonstrando-se eficaz para otimização dos resultados.
A solução da semente de Moringa Oleífera mostrou-se eficiente na ação coagulante de efluentes oriundos de tingimento. De forma geral, a remoção de corantes têxteis dispersos em solução aquosa apresentou boa eficiência, sendo assim, a sua utilização como coagulante em águas residuárias que contenham este tipo de corante é viável. 
O corante disperso reagiu melhor a coagulação quando comparado com o corante reativo, portanto, no que se diz respeito a indústria, pode ser visto como um critério de seleção de corantes, em função da sua forma de tratamento. 
O tratamento das sementes envolvendo a extração do óleo, é um dos procedimentos que pode ser estudado com o propósito de melhorar a eficiência do processo de remoção dos corantes. No que se diz respeito a utilização da Moringa no tratamento contínuo, obteve-se resultados satisfatórios.
O tratamento em batelada do efluente real de tinturaria resultou numa remoção satisfatória quanto ao parâmetro turbidez, para a aplicação de moringa como coagulante natural, visto que tais tipos de efluentes possuem turbidez elevada. Entretanto, para os parâmetros DQO, cor e condutividade, é preciso mais estudos, levando em consideração que este tipo de efluente contém muitos interferentes devido aos aditivos do processo.
5. Referências
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Amostras
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C
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Amostras
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