dc.creator | Rosa, Ana Lúcia Denardin da | |
dc.date.accessioned | 2019-04-29T12:54:40Z | |
dc.date.available | 2019-04-29T12:54:40Z | |
dc.date.issued | 2018-09-03 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/16331 | |
dc.description.abstract | Rhodamine B (RhB) has been widely used in dyeing of semiprecious stones (agate), which are exported from the Southern Brazil, and in this dyeing process, colored effluents are generated. Then, the objective of this work was to carry out batch study use green microalgae Chlorella pyrenoidosa (CP) and commercial activated carbon (AC) and fixed bed study using the CP supported in sand for the removal of the rhodamine B dye. Initially the materials were characterized by Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray dispersive spectroscopy (EDX). For the microalgae was also carried out a test to verify biomass composition and for the commercial activated carbon.was made the X-ray diffraction (XRD), besides for both adsorbents the the point of zero charge was carried out. In the batch studies the effects of pH, contact time and temperature were evaluated. Adsorption kinetics were studied for the dye concentration range of 20 to 500 mg L-1, using pseudo-first-order, pseudo-second order and Elovich models. The equilibrium isotherms were analyzed by the Langmuir, Freundlich, Sips and Temkin models. In the fixed bed studies Chlorella pyrenoidosa was supported in sand and used as biosorbent material the effects of flow rate (Q = 1.6-18.4 mL min-1), initial concentration of dye (C0 = 32-368 mg L-1) and microalgae mass (M = 1.64-8.36 g) in the fixed bed column were evaluated in biosorption rupture curves, and these parameters were optimized by surface response (RSM) and desirability function. The compatibility of experimental data with dynamic models such as BDST, Thomas and Yoon-Nelson was investigated. In addition, bed regeneration was studied. In the batch tests the results show that in the initial concentration of dye was 100 mg L-1, the microalgae biomass and the activated carbon had the highest adsorption capacity, at pH 8.0 and 25 °C temperature. The time required to achieve equilibrium time was 120 minutes when the CP was used and 90 minutes when the activated carbon was used. The kinetic model that better fitted the experimental data, for the two adsorbents, was pseudo-second order, with an average relative error lesser than 2.4% and 5.3% for CP and CA respectively. The Sips isotherm presented the best performance, for the two adsorbents being the calculated values of the biosorption capacities of 63.14, 53.46 and 54.19 mg g-1 for the temperatures of 25, 35 and 45 ºC, respectively when using the microlagae and 147.58, 140.01 and 137.27 mg g-1 for the temperatures of 25, 35 and 45 ºC when the activated carbon was used, thus demonstrating that a temperature increase has a negative effect on the biosorption capacity. In the fixed bed studies the results showed that under optimal conditions the maximum column capacity was 48.7 mg g-1 and the removal percentage was 61.7% when the flow rate was 1.6 mL min-1, the initial concentration of RhB of 368.0 mg L-1 and amount of 5g microalgae. The dynamic models showed adjustments in the experimental data (R² =
0.9919), and could be applied to the prediction of column properties and breakthrough curves. Column regeneration was performed for five cycles of adsorption-elution using HCl solution (0.5 M) as the eluent. The results indicated that the adsorption with Chlorella pyrenoidosa and commercial activated carbon (AC) has great potential for the removal of rhodamine B from the dye effluents, in addition the fixed bed studies provide an important basis for future scale-up of fixed bed biosorption of RhB on microalgae supported on sand. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Chlorella pyrenoidosa | por |
dc.subject | Rodamina B | por |
dc.subject | Coluna de leito fixo | por |
dc.subject | Rhodamine B | eng |
dc.subject | Fixed bed column | eng |
dc.title | Uso de microalgas para adsorção do corante rodamina B empregado na indústria de tingimento de ágata | por |
dc.title.alternative | Use of microalgae for adsorption of rhodamine B dye employed in the agate dyeing industry | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | A rodamina B (RhB) tem sido amplamente utilizada no tingimento de pedras semipreciosas (ágata), que são exportadas do sul do Brasil e, nesse processo de tingimento, são gerados efluentes coloridos. Assim, o objetivo deste trabalho foi realizar estudo em batelada utilizando a microalga verde Chlorella pyrenoidosa (CP) e carvão ativo comercial (CA) e também estudo de leito fixo utilizando a microalga suportada em areia para a remoção do corante rodamina B. Inicialmente os adsorventes foram caracterizados por espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia dispersiva de raios X (EDX). Para a microalga também foi realizado ensaio para determinação da composição centencimal e para o carvão ativo comercial foi feita a difração de raios X (DRX), além disso, para ambos os adsorventes foi realizado o teste de pH de carga zero. Nos estudos em batelada foi avaliado os efeitos da massa dos adsorventes o pH, tempo de contato e temperatura. A cinética de adsorção foi estudada para a faixa de concentração de corante de 20 a 500 mg L-1, utilizando modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e Elovich. As isotermas de equilíbrio foram analisadas pelos modelos de Langmuir, Freundlich, Sips e Temkin. Nos estudos de leito fixo a Chlorella pyrenoidosa foi suportada em areia e utilizada como material biossorvente, os efeitos da taxa de fluxo (Q = 1,6-18,4 mL min-1), concentração inicial de corante (C0 = 32-368 mg L-1) e massa de microalgas (M = 1,64-8,36 g) no leito fixo foram avaliadas em curvas de ruptura de biossorção. Os parâmetros foram otimizados por metodologia de superfície de resposta (RSM) e função de desejabilidade. A compatibilidade dos dados experimentais com modelos dinâmicos como BDST, Thomas e Yoon-Nelson foi investigada. Além disso, a regeneração do leito foi estudada. Nos ensaios de batelada os resultados mostraram que em concentração inicial de corante de 100 mg L-1, a biomassa de microalgas e o carvão ativado apresentaram a maior capacidade de adsorção, em pH 8,0 e temperatura de 25 °C. O tempo necessário para atingir o equilíbrio foi de 120 minutos quando utilizada a microlaga e 90 minutos quando utilizada o carvão ativado. O modelo cinético que melhor ajustou os dados experimentais para os dois adsorventes foi pseudo-segunda ordem, com erro relativo médio menor que 2,4% e 5,3% para CP e CA respectivamente. A isoterma Sips apresentou o melhor desempenho, para os dois adsorventes sendo os valores calculados das capacidades de biossorção de 63,14; 53,46 e 54,19 mg g–1 para as temperaturas de 25, 35 e 45 °C, respectivamente quando utilizado a microlaga e 147,58, 140,01 e 137,27 mg g -1 para as temperaturas de 25, 35 e 45 °C quando utilizado o carvão ativado demonstrando, assim, que um aumento de temperatura afeta negativamente a capacidade de adsorção. Nos estudos de leito fixo, os resultados mostraram que nas condições ótimas a capacidade máxima da coluna foi de 48,7 mg g -1 e a porcentagem de remoção foi de 61,7% quando a vazão foi de 1,6 mL min-1, a concentração inicial de RhB de 368,0 mg L-1 e quantidade de 5g microalgas. Os modelos dinâmicos mostraram ajustes nos dados experimentais (R² = 0,9919), e poderiam ser aplicados para a predição das propriedades da coluna e curvas de avanço. A regeneração da coluna foi
realizada para cinco ciclos de adsorção-eluição usando solução de HCl (0,5 M) como eluente Os resultados indicaram que a adsorção com Chlorella pyrenoidosa e carvão ativo tem grande potencial para remoção de rodamina B dos efluentes de tingimento, além disso os estudos de leito fixo fornecem uma base importante para o futuro aumento de escala da biossorção de RhB em microalgas suportadas em areia. | por |
dc.contributor.advisor1 | Carissimi, Elvis | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4642912749433316 | por |
dc.contributor.referee1 | Dotto, Guilherme Luiz | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5412544199323879 | por |
dc.contributor.referee2 | Silva, William Leonardo da | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/0051813511298422 | por |
dc.contributor.referee3 | Silva, Rodrigo de Almeida | |
dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/7640397029069301 | por |
dc.contributor.referee4 | Mayer, Flávio Dias | |
dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/4268416135140359 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/8845559512733339 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Civil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |