La indústria tèxtil es caracteritza perquè la seva activitat requereix un elevat consum d’aigua, energia i productes químics auxiliars. Això es tradueix en la generació d’una gran quantitat d’aigua residual, amb elevades concentracions de colorants, contaminants orgànics biodegradables i refractaris, matèries en suspensió, tensioactius, sals i compostos clorats. A més, atès que en la gran majoria dels casos, la producció és discontínua, existeix una gran variabilitat en la quantitat i la naturalesa de la contaminació de les aigües residuals generades. Aquestes característiques fan que sigui un efluent industrial de difícil tractament.
Els requeriments normatius, així com la necessitat d’estalviar energia i reutilitzar l’aigua a la indústria, fan necessari que es desenvolupin nous processos que permetin eliminar la contaminació de l’aigua alhora que possibilitin la reincorporació de l’efluent en el procés productiu.
Un dels paràmetres que requereix més esforç per a la seva eliminació –amb uns costos raonables– és el color. Els colorants no solen ser tòxics, però sí molt poc biodegradables. En una EDAR urbana s’estima que només s’elimina el 20%-30% del color de l’afluent. A més, els colorants es manifesten a l’aigua a molt petites concentracions, per la qual cosa el rendiment d’eliminació haurà de ser molt elevat.
Tradicionalment s’han aplicat diverses tecnologies basades en tractaments físic-químics per a l’eliminació del color dels efluents tèxtils. No obstant això, existeixen altres possibilitats que es van obrint pas en funció del tipus de colorant a eliminar. A continuació es repassen les tècniques que, segons el cas concret, poden ser utilitzades per tractar el color a l’aigua residual, indicant els seus avantatges i inconvenients:
- Coagulació-floculació: es basa en l’addició de polielectròlits o floculants inorgànics (sals de ferro o alumini), que formen flòculs amb les molècules de colorant facilitant la seva eliminació per decantació. Les eficàcies d’eliminació són altes, però en el procés es generen fangs que han de ser tractats. Els millors rendiments s’aconsegueixen en aplicar un excés de coagulant, encara que això pot augmentar la concentració de contaminant a l’efluent.
- Procés Fenton: s’oxida el colorant amb una combinació de peròxid d’hidrogen i sulfat ferros (reactiu Fenton), en condicions àcides. L’agent responsable de l’oxidació és el radical hidroxil, el qual és molt reactiu; es forma per la descomposició catalítica del peròxid d’hidrogen en un medi àcid. Els radicals hidroxil oxiden el tint, i el compost format, precipita amb l’ió fèrric i compostos orgànics. Les avantatges d’aquesta alternativa són diverses: s’aconsegueixen altes velocitats de decoloració si les concentracions dels reactius implicats són elevades, no es formen compostos clorats com en altres tècniques oxidants i no existeixen limitacions de transferència de massa per tractar-se d’un sistema homogeni. Tanmateix, els seus principals inconvenients són els costos associats al tractament de fangs (es genera una gran quantitat de fangs poc densos i, per tant, difícils de decantar) i als costos dels reactius (es requereix l’addició contínua i estequiomètrica de Fe(II) i H2O2).
- Ozonització: es destrueixen les molècules de colorant en base a l’elevada capacitat oxidant de l’ozó. La reacció d’oxidació és ràpida, es poden tractar alts cabals, no es generen residus ni fangs i s’obté un efluent incolor i amb baixa DQO. No obstant això, cal comprovar la toxicitat de l’efluent, ja que en alguns casos els compostos generats tenen un caràcter tòxic més gran que els colorants de partida. Una altra gran desavantatge de l’ozonització és el curt temps de vida mitjana de l’ozó, entorn a 20 minuts, la qual cosa repercuteix significativament en el cost del procés. S’ha observat que quan es complementa la producció d’ozó amb l’addició de peròxid d’hidrogen, s’aconsegueix un increment significatiu tant en la velocitat com en el rendiment d’eliminació.
- Tecnologia de membranes: permet una separació efectiva de les molècules de colorant i altres compostos de mida major a la del porus de la membrana seleccionada. Principalment s’empren membranes d’òsmosi inversa i nanofiltració. Mitjançant aquest procediment és possible tractar grans volums d’afluent de forma contínua i amb un alt grau de separació. Els efluents són d’una qualitat excel·lent i en la majoria dels casos permeten la reutilització del mateix. Les principals desavantatges d’aquestes tècniques són la generació d’un residu amb una alta concentració de contaminant i la dificultat i cost de substitució de les membranes.
- Adsorció: es basa en la retenció física de les molècules de colorant a la superfície de l’adsorbent que s’utilitzi. L’eficàcia del procés d’adsorció està influenciada per una gran varietat de paràmetres, entre ells la interacció entre el colorant i l’adsorbent, la superfície específica d’aquest, la mida de la molècula de colorant, la temperatura, el pH i el temps de contacte. Així doncs, és fonamental el tipus d’adsorbent escollit. Un adsorbent molt utilitzat és el carbó actiu, encara que també s’empren altres adsorbents inorgànics. Els processos d’adsorció generen efluents d’alta qualitat, encara que presenten una sèrie de desavantatges que els fa no competitius per al tractament d’efluents acolorits: són processos lents; no selectius, de manera que hi ha una competència entre les molècules de tint i altres compostos presents a l’efluent; no destructius, generant-se un residu que ha de ser eliminat; la desorció és un procés difícil i costós i, finalment, els adsorbents solen ser cars.
- Tècniques electroquímiques: es basen en la hidròlisi del colorant a través d’agents secundaris generats electrolíticament mitjançant l’aplicació d’un potencial. Els processos són nets, operen a baixa temperatura i en molts casos no requereixen l’addició de productes químics a les aigües residuals. No obstant això, el seu alt consum d’energia i la generació de compostos secundaris per reaccions paral·leles disminueixen la potencialitat del mètode.
- vii) Processos biotecnològics: l’aplicació de microorganismes a la degradació d’aigües que contenen tints sintètics és una opció interessant per les avantatges derivades del tractament biològic, ja que són processos relativament econòmics i poden permetre la degradació parcial o total dels components inicials. Encara que mitjançant el procés convencional de fangs actius, aerobi, no es degrada el colorant i el baix rendiment d’eliminació s’atribueix a l’adsorció sobre els fangs. Mitjançant processos anaerobis s’aconsegueixen elevats rendiments d’eliminació per a una gran varietat de colorants, encara que la cinètica del procés és lenta. D’altra banda, s’estan desenvolupant sistemes en què el colorant és degradat mitjançant l’acció d’enzims produïts per fongs ligninolítics en cultius in vivo i in vitro. Són processos molt selectius en què s’aconsegueixen rendiments molt elevats. Tanmateix, no són processos econòmics i s’estan desenvolupant per a la seva aplicació en continu, recuperant les enzims utilitzades.
El tractament d’efluents acolorits és un problema mediambiental que encara no ha estat resolt satisfactòriament per obtenir, de forma general, un rendiment elevat mitjançant un procés estable, sostenible i econòmic. L’elecció de la tecnologia més convenient depèn de nombrosos factors, com el colorant utilitzat, la quantitat i varietat de contaminants de l’aigua, el cabal abocat, el règim de producció, etc. En qualsevol cas, és absolutament bàsic, per garantir l’èxit en l’elecció de la tecnologia i en el disseny del tractament, realitzar una completa campanya de caracterització de l’abocament.