Uso de microalgas para adsorção do corante rodamina B empregado na indústria de tingimento de ágata
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2018-09-03Metadatos
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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.
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