Treatment of synthetic textile effluent by electrocoagulation using aluminum and iron electrodes
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i16.38384Keywords:
Electrocoagulation; Textile effluent; Water treatment.Abstract
As an alternative to conventional water treatments, electrocoagulation (EC) is an electrochemical process based on the production of a coagulating agent in situ through anodic oxidation. The objective of this article is to evaluate the influence of different parameters in the EC process for the treatment of a synthetic textile effluent containing methylene blue, such as applied electrical potential, electrolysis time, initial and final pH of the effluent and the type of electrode used. (Iron and Aluminium). The dye removal rate was monitored by ultraviolet-visible (UV-vis) spectroscopy. The results obtained showed greater efficiency with increasing electrical potential and electrolysis time, since the amount of coagulating agents formed is proportional to these two parameters. However, a maximum time of 60 minutes was used, since removal rates did not increase significantly with longer times. The Iron electrode proved to be more efficient with a dye removal rate of 96.7%, while the Aluminum electrode was more eficiente with an 84.4% one. The influence of the pH shows that the acid medium presented better results in high electrical potential. The analysis of the mass consumed in the electrodes indicated that the aluminum electrode suffered greater mass loss and this is due to intrinsic characteristics of the metal. At maximum efficiency of the EC process, energy consumption of 15.3 kWh/m3, and 22.7 kWh/m3 were verified for the Iron, and the Aluminum electrodes, respectively. These results show that the Iron electrode is preferable, either in terms of removal efficiency or economic viability.
References
Associação Brasileira da Indústria Têxtil. 2018. O Poder da Moda. ABIT.
Associação Brasileira da Indústria Têxtil. (2018, Dezembro 08). Setor têxtil e de confecção brasileiro fecha 2017 com crescimento. https://www.abit.org.br/noticias/setor-textil-e-de-confeccao-brasileiro-fecha-2017-com-crescimento.
Adhoum, N., & Monser, L. (2004). Decolourization and removal of phenolic compounds from olive mill wastewater by electrocoagulation. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 43(10), 1281-1287.
Almeida, É. J. R., Dilarri, G., & Corso, C. R. (2016). A indústria têxtil no Brasil: Uma revisão dos seus impactos ambientais e possíveis tratamentos para os seus efluentes. BOLETIM DAS ÁGUAS, ¹Departamento de Bioquímica e Microbiologia, Universidade Estadual Paulista (UNESP), 1-18.
Andrade, A. N., Blasques, R. V., Villis, P. C. M., Silva, D. F., & Gomes, W. C. (2020). Efficiency of electroflocculation in the treatment of water contaminated by organic waste. Revista Ambiente & Água, 15.
Aquino Neto, S. D., Magri, T. C., Silva, G. M. D., & Andrade, A. R. D. (2011). Tratamento de resíduos de corante por eletrofloculação: um experimento para cursos de graduação em química. Química Nova, 34, 1468-1471.
Barrera-Dıaz, C., Urena-Nunez, F., Campos, E., Palomar-Pardavé, M., & Romero-Romo, M. (2003). A combined electrochemical-irradiation treatment of highly colored and polluted industrial wastewater. Radiation physics and chemistry, 67(5), 657-663.
Bukhari, A. A. (2008). Investigation of the electro-coagulation treatment process for the removal of total suspended solids and turbidity from municipal wastewater. Bioresource technology, 99(5), 914-921.
Cerqueira, A. A. (2006). Aplicação da técnica de eletrofloculação no tratamento de efluentes têxteis.[Dissertação mestrado,Universidade do Estado do Rio de Janeiro]. Biblioteca de Teses e Dissertações
Cerqueira, A., Russo, C., & Marques, M. R. C. (2009). Electroflocculation for textile wastewater treatment. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 26, 659-668.
Chaturvedi, S. I. (2013). Electrocoagulation: a novel waste water treatment method. International journal of modern engineering research, 3(1), 93-100.
Chen, G. (2004). Electrochemical technologies in wastewater treatment. Separation and purification Technology, 38(1), 11-41.
Combatt, M. P. M., Mendonça, R. C. S., Valente, G. D. F. S., & Silva, C. M. (2017). Validação do processo de eletrocoagulação e avaliação da eletrodissolução de eletrodos no tratamento de efluentes de abatedouros de aves. Química Nova, 40, 447-453.
Crespilho, F. N., Santana, C. G., & Rezende, M. O. O. (2004). Tratamento de efluente da indústria de processamento de coco utilizando eletroflotação. Química Nova, 27, 387-392.
Dalvand, A., Gholami, M., Joneidi, A., & Mahmoodi, N. M. (2011). Dye removal, energy consumption and operating cost of electrocoagulation of textile wastewater as a clean process. Clean–Soil, Air, Water, 39(7), 665-672.
Daneshvar, N., Oladegaragoze, A., & Djafarzadeh, N. (2006). Decolorization of basic dye solutions by electrocoagulation: an investigation of the effect of operational parameters. Journal of hazardous materials, 129(1-3), 116-122.
Deshannavar, U. B., Ratnamala, G. M., Kalburgi, P. B., El-Harbawi, M., Agarwal, A., Shet, M., ... & Bhandare, P. (2016). Optimization, kinetic and equilibrium studies of disperse yellow 22 dye removal from aqueous solutions using Malaysian teak wood sawdust as adsorbent. Indian Chemical Engineer, 58(1), 12-28.
Doggaz, A., Attour, A., Mostefa, M. L. P., Côme, K., Tlili, M., & Lapicque, F. (2019). Removal of heavy metals by electrocoagulation from hydrogenocarbonate-containing waters: Compared cases of divalent iron and zinc cations. Journal of Water Process Engineering, 29, 100796.
dos Santos16, A. A. M., Guimarães17, E. A., & de Brito18, G. P. (2013). Gestão da qualidade: conceito, princípio, método e ferramentas. Ano 1, Número 2–Setembro/2013, 91
Fernandes, T. F., Nóbrega, C. C. S., Alexandre, G. B., & Silva, J. N. (2019). Estudo e Monitoramento Tecnológico do Tratamento de Efluentes por Eletrocoagulação. Cadernos de Prospecção, 12(2), 388-388.
Foguel, M. V. & Sotomayor, M. P. T. (2016). Polímero Molecularmente Impresso (mip) como fase sensora e como sorvente. Em Corantes: caracterização química, toxicológica, métodos de detecção e tratamento. (pp. 199–213). Cultura Acadêmica.
Gili, I. (2015). Tratamento de efluentes por eletrólise: estudo de caso para efluentes têxteis.[Dissertação Mestrado,Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico,]. Biblioteca de Teses e Dissertações
GOBBI, L. C. A. (2013). Tratamento de água oleosa por eletrofloculação. [Dissertação Mestrado,Universidade Federal do Espírito Santo]. Biblioteca de Teses e Dissertações
Hashim, K. S., Al-Saati, N. H., Alquzweeni, S. S., Zubaidi, S. L., Kot, P., Kraidi, L., ... & Alwash, R. (2019, August). Decolourization of dye solutions by electrocoagulation: an investigation of the effect of operational parameters. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 584, No. 1, p. 012024). IOP Publishing.
Holt, PK, Barton, GW, Wark, M., & Mitchell, CA (2002). Uma comparação quantitativa entre dosagem química e eletrocoagulação. Colóides e Superfícies A: Aspectos Físico-Químicos e de Engenharia , 211 (2-3), 233-248.
Juarez João, J., Vieira Alves, A., Luiz Vieira, J., Emerick, T., & Souza Silva, C. (2020). Eletrocoagulação-flotação: uma tecnologia mais sustentável para tratamento de efluentes de frigoríficos de suínos. Revista em Agronegócios e Meio Ambiente, 13(3).
Kobya, M., Can, OT, & Bayramoglu, M. (2003). Tratamento de efluentes têxteis por eletrocoagulação com eletrodos de ferro e alumínio. Jornal de materiais perigosos, 100 (1-3), 163-178.
Kobya, M., Hiz, H., Senturk, E., Aydiner, C., & Demirbas, E. (2006). Tratamento de efluentes de fabricação de chips de batata por eletrocoagulação. Dessalinização, 190 (1-3), 201-211.
Kobya, M., Senturk, E., & Bayramoglu, M. (2006). Tratamento de efluentes de abatedouro de aves por eletrocoagulação. Jornal de materiais perigosos, 133 (1-3), 172-176.
Liang, CZ, Sun, SP, Li, FY, Ong, YK e Chung, TS (2014). Tratamento de águas residuais altamente concentradas contendo vários corantes sintéticos por um processo combinado de coagulação/floculação e nanofiltração. Journal of Membrane Science, 469 , 306-315.
Mattos, J. C. P., Almeida, V. M., Granja, D. S., Nunes, G. S., & Vieira, L. J. S. (2016). Prospecção tecnológica sobre técnicas de eletroflotação e eletrocoagulação aplicadas no tratamento das águas residuárias das indústrias do ramo do látex. Cadernos de Prospecção, 9(3), 287-287.
Mollah, MYA, Schennach, R., Parga, JR, & Cocke, DL (2001). Eletrocoagulação (EC)—ciência e aplicações. Jornal de materiais perigosos, 84 (1), 29-41.
Mollah, MY, Pathak, SR, Patil, PK, Vayuvegula, M., Agrawal, TS, Gomes, JA, ... & Cocke, DL (2004). Tratamento do azo-corante laranja II pela técnica de eletrocoagulação (EC) em uma célula de fluxo contínuo usando eletrodos de ferro de sacrifício. Jornal de materiais perigosos, 109 (1-3), 165-171.
Moraes, D. S. D. L., & Jordão, B. Q. (2002). Degradação de recursos hídricos e seus efeitos sobre a saúde humana. Revista de saúde pública, 36, 370-374.
Naje, AS, Chelliapan, S., Zakaria, Z., Ajeel, MA, & Alaba, PA (2017). Uma revisão da tecnologia de eletrocoagulação para o tratamento de efluentes têxteis. Reviews in Chemical Engineering, 33 (3), 263-292.
Palácio, S. M., Fagundes-Klen, M. R., Oliveira, C. C., Garcia, J. C., & Manenti, D. R. (2015). Combinação dos processos eletrocoagulação e fotocatálise heterogênea no tratamento de um efluente têxtil clorado. Engevista, 17(3), 407-420.
Paschoal, FMM, & Tremiliosi-Filho, G. (2005). Aplicação da tecnologia de eletrofloculação na recuperação do corante índigo azul a partir de efluentes industriais. Química Nova, 28, 766-772.
Piovesan, Maurício. (2017). Tratamento de efluentes industriais utilizando eletrofloculação com eletrodos de alumínio e ferro [Dissertação Mestrado,Universidade do Estado de Santa Catarina, Centro de Ciências Agroveterinárias]. Catálogo de Teses e Dissertações.
Queiroz, M. T. A., Queiroz, C. A., Alvim, L. B., Sabará, M. G., Leão, M. M. D., & Amorim, C. C. (2019). Reestruturação na forma do tratamento de efluentes têxteis: uma proposta embasada em fundamentos teóricos. Gestão & Produção, 26(1), e1149.
Santos, G. D., Silva, J. M. D., Villegas-Aragón, J. A., Costa, S. S. L. D., Palomino-Romero, J. A. (2021). Optimization of guava juice wastewater electrochemical treatment. Research, Society and Development, 10(2), 1-19.
Särkkä, H., Vepsäläinen, M., & Sillanpää, M. (2015). Remoção de matéria orgânica natural (NOM) por métodos eletroquímicos—Uma revisão. Journal of electroanalytical chemistry , 755 , 100-108.
Şengil, İ. A., & Özacar, M. (2009). A descoloração do CI Reactive Black 5 em solução aquosa por eletrocoagulação usando eletrodos de ferro de sacrifício. Jornal de materiais perigosos, 161 (2-3), 1369-1376.
Silva, S. N., Siqueira, E. C., Gomes, J. P., Wanderley, R. O. S., Silva, P. B. (2020). Qualidade de água tratada com sementes de Moringa Oleifera Lam. Research, Society and Development. 9(4), 1-9.
Souza, C. F. & Hemkemeier, M. (2020). Pós tratamento por eletrocoagulação de efluente do processamento do soro de leite tratado por reator anaeróbio. Research, Society and Development. 9(9), 1-26.
Srivastava, A., Shukla, S., Jangid, N. K., Srivastava, M., & Vishwakarma, R. (2022). World of the Dye. In Research Anthology on Emerging Techniques in Environmental Remediation (pp. 493-507). IGI Global.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Ewerton Lopes Pires Neto; Argeu Cavalcante Fernandes; Júlio César Silvério; José Wanderley da Silva
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1) Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2) Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3) Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.
