Utilização de resíduos aluminosilicatos como catalisadores foto-Fenton e adsorventes no tratamento de efluentes
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Data
2023-01-31Primeiro coorientador
Foletto, Edson Luiz
Primeiro membro da banca
Dotto, Guilherme Luiz
Segundo membro da banca
Carissimi, Elvis
Terceiro membro da banca
Oliveira, Jivago Schumacher de
Quarto membro da banca
Zazycki, Maria Amélia
Metadata
Mostrar registro completoResumo
O gerenciamento dos resíduos de lodo de Estação de Tratamento de Água (ETA) e cinzas volantes
de carvão é um dos maiores problemas enfrentados por muitas empresas de saneamento e
termoelétricas, sendo o aterro sanitário o principal destino desses materiais. Paralelamente, os
efluentes têxteis configuram como potenciais poluidores dos recursos hídricos e por isso é
extremamente importante a remoção destes contaminantes das águas residuárias. Este trabalho
avaliou a utilização de lodo de ETA e cinzas volantes de carvão de termoelétrica (materiais brutos,
calcinados e modificados por fusão alcalina) como catalisadores foto-Fenton e adsorventes na
remoção de corantes presentes em efluentes industriais. Na reação foto-Fenton, foram utilizados
lodo de ETA calcinado a 600 ºC e cinzas volantes de carvão para degradação do corante vermelho
amaranto e procion, respectivamente. Na adsorção, o lodo de ETA calcinado a 600 ºC também foi
utilizado na remoção do corante vermelho 97 e as cinzas volantes de carvão após fusão alcalina na
adsorção do corante cristal violeta. Ambos os materiais apresentaram em sua composição química
elevados teores de óxidos de silício (45,10 e 65,50%), alumínio (36,65 e 23,94%) e ferro (12,65 e
4,10%). Observou-se na difração de raio-X (DRX) dos dois materiais que a principal fase cristalina
foi o quartzo. Ambos os materiais possuem estruturas mesoporosas, com diâmetro médio dos poros
de 13,2 e 34 nm e área superficial de 60,2 e 0,50 m²
g-¹
, respectivamente. Através das análises de
microscopia eletrônica de varredura (MEV) com EDS, o óxido de ferro estava distribuído
homogeneamente na superfície sólida desses materiais. As condições ótimas da reação foto-Fenton
do lodo de ETA definidas pelo DCCR foram: pH: 2,8, quantidade de H2O2: 5,5 mmol L-¹
e massa
de catalisador: 0,75 g L-¹
, com eficiência de descoloração de 97% após 30 minutos e 98% de COT
aos 420 min. As melhores condições das cinzas volantes foram de massa: 0,6 g L-¹
; pH: 3 e H2O2:
4 mmol L-¹
com eficiência de descoloração de 93,6% do corante vermelho procion em 60 min de
reação foto-Fenton e 43% de COT em 240 min. Os dados experimentais cinéticos de adsorção do
lodo de ETA se ajustaram melhor ao modelo de pseudo-segunda ordem e os de equilíbrio ao
modelo de Langmuir, com a capacidade máxima de adsorção de 4957 mg g -¹
. Nos ensaios com
efluente simulado a remoção foi de 74,5 %. Através das caracterizações analisou-se que a fusão
alcalina da cinza volante proporcionou uma amorfização do material e melhora considerável nas
propriedades texturais pois a cinza volante modificada (MFAAF) apresentou alto volume de poros
(0,154 cm³
) e área superficial (65,40 m²
g
-¹
). O modelo cinético pseudo-segunda ordem se ajustou
melhor aos dados experimentais cinéticos com capacidade máxima de adsorção 77,60 mg g-¹
e o
modelo Freundlich, aos dados de equilíbrio. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que o lodo
de ETA e as cinzas volantes de carvão são catalisadores alternativos na reação foto-Fenton e
adsorventes eficientes para tratar efluentes têxteis.
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