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Previous issue date: 2015-11-16 / CAPEs / O potencial das conchas de mariscos anomalocardia brasiliana e ostras crassostrea rhizophorae calcinadas para remoção de corantes têxteis aniônicos foi avaliado e sua eficiência comparada com o carvão ativado comercial. Foi investigado também o tratamento de um efluente real de indústria têxtil, com as conchas, o carvão ativado e um coagulante comercial. Os corantes utilizados foram o Drimaren azul CL-R (CD), o Indosol amarelo SF-2RL (IA), o Lanasyn violeta F-BL 180 (CL) e o Indosol azul turquesa (CI). As conchas e o carvão ativado foram caracterizados através da área superficial, volume e diâmetro médio dos poros, difração e fluorescência de Raios-X, MEV-EDS e pHPCZ. A influência da quantidade de massa e granulometria do adsorvente, salinidade da solução e agitação do processo sobre a capacidade de remoção do sistema foram estudados através de um planejamento experimental. As conchas calcinadas são formadas por 98% de cálcio na forma de óxido de cálcio, suas áreas superficiais estão em torno de 2,0 m2.g-1. O pH em que a carga superficial é zero (pHPCZ) é de 13,0 e 11,5 para as conchas de mariscos e de ostras, respectivamente. O cálcio das conchas interagem com os grupos sulfônicos dos corantes mediante uma reação de simples troca, seguida de precipitação dos corantes. Realizou-se um ajuste não linear para o estudo cinético com as conchas e o carvão ativado, bem como os ajustes de equilíbrio de adsorção com o carvão ativado. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem se ajustou bem aos dados experimentais da adsorção. A capacidade máxima de adsorção com o carvão ativado prevista pelo modelo de Langmuir-Freundlich a 30 ºC foi de 157; 361 e 405 mg.g-1 para os corantes CI, CD e Cl, respectivamente. O estudo termodinâmico para o carvão ativado demonstrou que o processo de remoção dos corantes é espontâneo, endotérmico e que a desordem do sistema aumenta com o aumento da temperatura. A eficiência de remoção dos corantes pelas conchas de mariscos e ostras calcinadas em efluentes sintéticos ficou acima de 97 % e 90%, respectivamente aos 5 minutos de reação. A eficiência de adsorção dos corantes utilizando carvão ativado foi acima de 96% no primeiro minuto. No estudo com o efluente real, a quantidade de massa necessária de conchas de ostras calcinadas para remoção de 92,6% foi de 2.000 mg.L-1. Para o carvão ativado atingir esta eficiência, a quantidade requerida foi de 20.000 mg.L-1. As conchas de ostras obtiveram melhor comportamento na remoção de parâmetros como cor, turbidez e demanda química de oxigênio (DQO) quando comparadas a um coagulante comercial e ao carvão ativado. Um tratamento primário é aconselhável antes do descarte ou reuso do efluente tratado para adequação dos níveis da DBO, da DQO e dos ST, aliado ao tratamento secundário com as conchas de mariscos ou ostras calcinadas, para redução da cor e outros parâmetros. A correção do pH é necessária visto que as conchas são de natureza alcalina. As conchas de mariscos e ostras calcinadas mostraram ser materiais eficientes e promissores para remoção de alta concentração de corantes aniônicos comparados com adsorventes ou coagulantes comercias. Elas possuem a vantagem de ser um material natural e necessitar de uma quantidade relativamente pequena para alcançar boa eficiência de remoção. As conchas de mariscos e ostras revelaram-se uma opção atraente na aplicação de tratamento de águas residuais. / The potential of shells brasiliana Anomalocardia clams and oysters Crassostrea rhizophorae calcined to remove anionic textile dyes was assessed and its effectiveness compared with commercial activated carbon. It was also investigated the treatment of a real effluent from the textile industry, with the shells, activated carbon and a commercial coagulant. The dyes used were blue Drimaren CL-R (CD), yellow Indosol SF-2RL (IA), Lanasyn Violet F-BL 180 (CL) and the turquoise Indosol (IC). The shells and activated carbon were characterized by surface area, volume, and average pore diameter, X-rays diffraction and fluorescence, SEM-EDS and pHPCZ. The influence of the amount of mass and particle size of the adsorbent, the solution salinity and bustle of the process on the system removal capacity were studied using an experimental design. The calcined shells are formed by 98% of calcium as calcium oxide, their surface areas are around 2.0 m2.g-1. The pH at which the surface charge is zero (pHPCZ) is 13.0 and 11.5 for the shells of clams and oysters, respectively. The calcium from the shells interact with sulfonic acid groups of the dyes through a single displacement reaction, followed by precipitation of the dyes. We carried out a non-linear fit to the kinetic study with shells and activated carbon, and the adsorption equilibrium adjustments with activated charcoal. The kinetic model of pseudo-second order fits well to the experimental adsorption data. The maximum adsorption capacity with the activated carbon provided by the Langmuir-Freundlich model at 30 °C was 157; 361 and 405 mg.g-1 to IC, CD and CI dyes, respectively. The thermodynamic stud for the activated carbon has shown that the dye removal process is spontaneous, endothermic and that system disorder increases with increasing temperature. The removal efficiency of the dyes by shells of clams and oysters calcined in synthetic wastewater was above 97% and 90% respectively after 5 minutes of reaction. The adsorption efficiency of the dyes using activated carbon was above 96% in the first minute. In the study of the real effluent, the amount of mass needed of calcined oyster shell for removal of 92.6% was 2,000 mg L-1. For the activated carbon to achieve this efficiency, the amount required was 20,000 mg L-1. The oyster shells obtained better performance in the removal of parameters such as color, turbidity and chemical oxygen demand (COD) as compared to a commercial coagulant and activated carbon. A primary treatment is advisable before disposal or reuse of treated wastewater for adequacy of BOD, the COD and ST levels, combined with secondary treatment with the shells of clams or oysters calcined, to reduce color and other parameters. The pH correction is necessary as the shells are of alkaline nature. The shells of clams and oysters calcined showed to be efficient and promising materials for removing high concentration of anionic dyes compared with adsorbents or commercial coagulants. They have the advantage of being a natural material and require a relatively small amount to achieve good removal efficiency. The shells of clams and oysters proved to be an attractive option in the application of wastewater treatment.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/17419 |
| Date | 16 November 2015 |
| Creators | PAIVA, Tarsila Maíra Nogueira de |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/3644581240048018, SOBRINHO, Maurício Alves da Motta |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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