ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Ambiental
Autores
Costa Junior, S.S. (UFPB) ; Mangueira, E.S.V. (UFPB) ; Ferreira, S.G. (UFPB) ; Alves, J.L.F. (UFPB) ; Morais e Silva, L. (UFPB)
Resumo
A remoção de corantes presentes em efluentes industriais tem recebido enorme atenção nos últimos anos. Isto se deve ao aumento da conscientização e ao maior rigor das leis ambientais. A adsorção é uma das técnicas que tem sido empregada com sucesso para uma remoção efetiva da cor. Neste trabalho, utilizou-se o carvão ativado físico-quimicamente com Al2(SO4)3 na remoção de um corante, sendo o estudo cinético realizado a temperatura e pH controlado. Após o processo de adsorção a concentração de corante na solução foi determinada por espectrofotometria. Os resultados mostraram uma remoção efetiva do corante em 97,6% para um tempo de 12h, o que ratifica o emprego do adsorvente como alternativa para o tratamento de efluentes têxteis.
Palavras chaves
adsorção; corante; carvão
Introdução
A poluição ambiental, definida como sendo a ação de contaminar as águas, solos e ar, é um dos problemas mais sérios enfrentados pela sociedade. Dentre estes podemos destacar a poluição da água, que segundo Daifullah et al. (2003), é um dos mais importantes problemas ambientais do mundo. A indústria têxtil é uma das responsáveis pelo aumento dessa poluição, pois as atividades empregadas nos processos envolvendo tingimento acabam gerando problemas devido à eliminação de rejeitos tóxicos, provenientes dos subprodutos gerados na indústria. Os efluentes dessas indústrias, se não tratados convenientemente antes de serem lançados em águas naturais, são capazes de atingir reservatórios e estações de água, sendo essa a preocupação ecológica mais emergente (IMMICH et al., 2009). O método mais eficiente para remoção de corantes sintéticos em efluentes aquosos é a técnica físico-química adsorção. Essa técnica consiste na transferência do corante presente no efluente (fase liquida) para a fase sólida. Posteriormente, o adsorvente pode ser regenerado ou armazenado em local seco, sem contato direto com o ambiente (CALVETE, 2010). Métodos de adsorção têm sido usados com sucesso para descolorir efluentes têxteis, mas sua aplicação vem sendo limitada devido ao alto custo dos adsorventes. (SANTHY et al,. 2006). Por isso, a utilização de ativantes alternativos e resíduo agroindustriais na produção de carvão ativado vem sendo avaliada como uma solução de baixo custo.
Material e métodos
Para a produção do carvão ativado físico-químicamente, foi necessário se promover um pré-tratamento da matéria-prima (endocarpo de coco) antes da carbonização com uma solução ativante de Al2(SO4)3 (0,4 g.mL-1), a quantidade de precursor e ativante foi de 2:1 em massa. A ação desse reagente se deu a uma temperatura de 80ºC, durante 40 minutos, em um becker. O resíduo sólido, material seco, foi carbonizado em forno elétrico tubular da CHINO, a temperatura de 900ºC, empregando-se uma rampa de aquecimento de 10ºC.mim-1 e atmosfera inerte de nitrogênio com vazão de 15 L.h-1, o tempo de residência foi de 2 horas na temperatura acima citada, com fluxo de vapor d’água controlado a 0,8 L.h- 1.Terminada esta programação, o carvão foi lavado para eliminar o excesso de ácidez e seco em estufa (QUIMIS), a 110ºC, por 24 horas. A cinética de adsorção foi realizada em batelada em de Erlenmeyer de 250 mL, onde 100 mL da solução do corante (10 mg.L-1) foi colocada em contato com o carvão ativado, sob temperatura controlada de 26°C e agitação constante de 200 rpm em uma incubadora shaker. Em cada ensaio variava a massa do carvão em valores compreendidos entre 0,5 g e 3,0 g, medidos em balança analítica. O pH não foi ajustado durante o tempo de adsorção, mantendo-se o pH (7,0) da solução do corante. A primeira amostra foi retirada após 30 min de contato e as demais foram retiradas a cada hora, até atingir a concentração de equilíbrio de contato adsorvente-solução. Todos os ensaios foram realizados em duplicata. Após o término dos ensaios, as amostras foram centrifugadas a 4000 rpm durante 5 minutos. Alíquotas de 0,10 mL do sobrenadante foram analisadas por espectrofotometria (via espectrofotômetro mini-UV 1240 da SHIMADZU), no comprimento de onda de 582 nm, para determinação do parâmetro Cor.
Resultado e discussão
O experimento cinético realizado teve com objetivo determinar o tempo de
equilíbrio entre as fases líquida e sólida. O resultados foi obtido para a
temperatura de 26°C e pH 7,0 para o efluente de trabalho.
A Figura 01 apresenta o resultado obtido da cinética de remoção do corante do
efluente de trabalho na temperatura e pH investigados.
Observando-se a figura 01, para o efluente de trabalho, o sistema se encontra em
equilíbrio a partir de 12 horas de contato e massa de carvão utilizada igual ou
superior a 2,0 gramas. A adsorção de corantes em carvão é rápido tempo inicial
de contato e então fica lento e estagna com o aumento do tempo de contato. Em
geral, o mecanismo para adsorção de corantes envolve os passos seguintes: (1)
migração das moléculas de corante da solução para a superfície do adsorvente,
(2) difusão do corante pela camada limite para a superfície do adsorvente, (3)
adsorção do corante em um sítio ativo na superfície do adsorvente, e (4) difusão
intrapartícula do corante no interior dos poros do adsorvente. Uma possível
causa para explicar esse fato está ligada ao tamanho da molécula.
Na figura 02 é mostrado o gráfico de porcentagem de adsorção do corante com os
tempos para o efluente estudado.
Assim, os ensaios de adsorção com o carvão ativado físico-químicamente com
Al2(SO4)3 se mostraram satisfatórios para o tratamento do efluente de
trabalho, visto que a taxa de adsorção do corante Black Dyspersatyl foi de
97,6%, ratificando a metodologia adsortiva empregada.
Conclusões
Os testes adsortivos apontam que o carvão ativado físico-quimicamente com sulfato de alumínio na proporção mássica de 2:1 obteve um excelente desempenho no processo de remoção do corante estudado, visto que o percentual de remoção foi de 97%. Portanto, pode-se concluir que o CAFQ revelou ter potencial para ser utilizado como um material alternativo na remoção de cor de efluentes aquosos, podendo contribui na diminuição da poluição hídrica.
Agradecimentos
Ao CNPq e UFPB pelo apoio financeiro e ao LCA-UFPB pelo apoio técnico.
Referências
CALVETE, T. LIMA, E.C. CARDOSO, N.F. DIAS, S.L.P. Removal of brilliant green dye from aqueous solutions using home made activated carbons, clean: Soil, Air e Water, vol. 38, pag.521-532, 2010.
DAIFULLAH, A.A.M.; GIRGIS, B.S.; GAD, H.M.H. Utilization of agro-residues (rice husk) in small waste water treatment plans. Materials Letters 57, p. 1723–1731,2003.
IMMICH, A.P.S.; SOUZA, S.M.A.G.U.; SOUZA, A.A.U. Adsorption of Remazol Blue RR from textile effluents using Azadirachta indica leaf powder as an alternative adsorbent. Adsorption Science & Technology 27, p. 461-478, 2009.
SANTHY, K.; SELVAPATHY, P.; Biores. Technol. 2006, 97, 1329.
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