Remoção de preto reativo 5 e bisfenol A por adsorção com carvão ativado e cinza de casca de arroz

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Cavalcante, Luan Costa
• Orientador(a): Coral, Lucila Adriani de Almeida
• Banca de defesa: Bassetti, Fatima de Jesus , Coral, Lucila Adriani de Almeida , Lenzi, Marcelo Kaminski
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Água - Purificação - Tratamento biológico; Corantes; Carbono ativado; Indústria têxtil; Adsorption; Water - Purification - Biological treatment; Colorings matter; Carbon, Activated; Textile industry
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25703

Desde a década de 70, tem sido cada vez mais comum a presença de micropoluentes na água, tais como o corante azo preto reativo 5 (PR5), muito utilizado na indústria têxtil, e desreguladores endócrinos como o bisfenol A (BPA), utilizado em larga escala na fabricação de plásticos. Esses e outros micropoluentes podem trazer alterações adversas, causando danos ambientais e à saúde devido ao seu elevado potencial carcinogênico e alteração hormonal. A adsorção é um processo empregado na remoção de micropoluentes em água, e a utilização de resíduo agroindustrial pode ser uma alternativa viável como material adsorvente, tal como a casca de arroz, resíduo do qual o Brasil conta com a geração de mais de 20 milhões de toneladas/ano. O presente estudo teve como objetivo avaliar a remoção de PR5 e BPA em água utilizando carvão ativado pulverizado (CAP) comercial e cinza da casca de arroz (CCA) como materiais adsorventes. O estudo foi inicialmente realizado com CAP para avaliar a melhor remoção de PR5, considerando-se diferentes valores de pH (2-12). Para a realização de ensaios cinéticos do PR5 com CAP e CCA, foram adotadas como melhores dosagens 0,4 g L-1 para CAP e 15 g L-1 para CCA, e concentração da solução de PR5 igual a 90 mg L-1. Para a avaliação da isoterma variou-se a concentração do corante PR5 de 60 a 240 mg L-1, tendo-se obtido equilíbrio de adsorção (qe) após 40 minutos para o CAP, com maior qe em pH 2. O modelo de adsorção que mais se mostrou favorável foi o de Langmuir (R² = 0,974) com capacidade máxima de adsorção em monocamada (qmax) de 154,17 mg g- 1. Foram realizados estudos termodinâmicos em diferentes temperaturas (298, 308 e 318 K) para os dois materiais avaliados (CAP e CCA) e os valores de ΔHº e ΔGº foram negativos, indicando que a adsorção no sistema ocorre de forma exotérmica e espontânea. Assim como para o PR5, a remoção de BPA por CCA também foi avaliada em função do pH (2-12). Nos estudos cinéticos do BPA com CCA, foi utilizada a dosagem de 15 g L-1 e concentração da solução de BPA igual a 100 mg L-1. Para a avaliação da isoterma, variou-se a concentração de 60 a 240 mg L-1 de BPA, tendo-se obtido equilíbrio de adsorção (qe) após 240 minutos, com maior qe em pH 2. O modelo de adsorção que mais se mostrou favorável foi o de Redlich-Peterson (R² = 0,986), apresentando um αRP igual a 0,689, o que indica que o modelo se adapta ao modelo de Langmuir, e capacidade máxima de adsorção em monocamada (qmax) de 5,76 mg g-1. Foram realizados estudos termodinâmicos em diferentes temperaturas (298, 308 e 318 ºK), tendo-se observado no sistema com CCA que na adsorção de BPA os valores ΔGº foram negativos e os valores de ΔHº positivos, indicando que a adsorção no sistema ocorreu de forma espontânea e endotérmica. Estudos granulométricos com CCA na remoção de PR5 em 100 e 200 mesh indicaram remoção próxima a 60% em pH 2, não sendo observada diferença significativa na remoção em pH 7. No estudo de remoção de BPA não houve diferença variando-se pH e granulometria. Embora a CCA tenha demonstrado menor capacidade adsortiva na remoção de PR5 e BPA, considera-se que este material possa vir a ser uma alternativa econômica para a adsorção de micropoluentes em baixas concentrações.