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Título: Utilização do lodo de esgoto como adsorvente para remoção de cor em efluente têxtil
Título(s) alternativo(s): Use of sewage sludge as adsorbent for color removal in textile effluent
Autor(es): Casanova, Joice Gnoatto
Orientador(es): Souza, Fernanda Batista de
Palavras-chave: Adsorção
Corantes
Resíduos industriais
Adsorption
Colorings matter
Factory and trade waste
Data do documento: 27-Nov-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Francisco Beltrao
Referência: CASANOVA, Joice Gnoatto. Utilização do lodo de esgoto como adsorvente para remoção de cor em efluente têxtil. 2018. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2018.
Resumo: Em decorrência da geração em grande escala do lodo de esgoto e a preocupação em relação ao descarte de efluentes da indústria têxtil que possuem em sua composição a presença de corantes, este trabalho foi desenvolvido. O objetivo deste trabalho visa tratar um efluente têxtil por meio do processo de adsorção, utilizando lodo de esgoto como adsorvente. Após coleta, secagem, moagem e peneiramento, o lodo passou pelo tratamento térmico e tratamento químico com H2SO4 0,1mol∙L-1, para então ser aplicado nos ensaios de adsorção com o efluente real. O efluente têxtil foi caracterizado, logo após sua coleta, pelas análises de turbidez, sólidos suspensos, Demanda Química e Bioquímica de Oxigênio e cor verdadeira. Em seguida, foram realizadas as análises para determinação das cinéticas e isotermas de adsorção, bem como o reúso da água. Os melhores adsorventes e o lodo in natura foram caracterizados por meio da análise imediata, Espectrometria no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Fisissorção de N2 (modelo de Brunauer, Emmett e Teller (BET) e modelo de Barret, Joyner e Halenda (BJH)) e ponto de carga zero, que foi realizado apenas para os adsorventes. Com a realização deste trabalho, verificou-se que o efluente têxtil precisa ser tratado antes de ser descartado em um corpo hídrico. A adsorção com o lodo pirolisado a 500°C por 30 min, sem catalisador e ainda tratado quimicamente, pode ser uma grande alternativa para o processo de remoção de cor, pois com este adsorvente foi possível remover toda a cor do efluente. Mesmo sendo muito eficiente na remoção de cor, a adsorção com o lodo não conseguiu adequar todos os parâmetros necessários para o reúso da água, por isso, é importante que as indústrias têxteis adotem um sistema conjunto de tratamento de seus efluentes. Verificou-se por meio da análise imediata que os adsorventes apresentam baixo poder combustível e que a quantidade de cinzas e matéria volátil é influenciada principalmente pelo processo de pirólise. O ponto de carga zero obtido para o lodo pirolisado foi de 6,0 e para o lodo tratado quimicamente foi de 4,0. Os resultados obtidos na análise de FTIR indicam que o lodo in natura apresenta muitos grupos funcionais em sua superfície, entretanto, a pirólise e principalmente o tratamento químico promovem a eliminação dos grupos dos alcanos, OH, CH, aldeídos, cetonas, amida, éster, carbonila, C=O, alcenos, C=C, cloreto e brometo de alquila, fenóis e aminas. Verificou-se que o modelo de pseudosegunda ordem foi o que mais se ajustou aos dados dos estudos cinéticos. Já em relação as isotermas de adsorção, o modelo de Freundlich foi o que teve o melhor ajuste. Pela análise de Fisissorção de N2, constatou-se que a pirólise aumentou a área superficial e o volume de poros dos adsorventes e que o tratamento químico, por carregar a superfície do sólido com íons H+, fez com os valores fossem ligeiramente reduzidos.
Abstract: Due to the large-scale generation of sewage sludge and the concern regarding the disposal of effluents from the textile industry that have the presence of dyes in their composition, this work was developed. The objective of this work is to treat a textile effluent by means of the adsorption process, using sewage sludge as sorbent. After collecting, drying, grinding and sieving, the sludge passed through the thermal treatment and chemical treatment with 0.1 mol∙L-1 H2SO4, to be applied in the adsorption tests with the real effluent. The textile effluent was characterized, right after its collecting, by the analyses of turbidity, suspended solids, Chemical and Biochemical Oxygen demand and the true color. Then, the analyzes were carried out to determine the adsorption kinetics and isotherms, as well as the water reuse. The best sorbents and the in natura sludge were characterized by approximate analysis, Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR), N2 Physisorption (Brunauer, Emmett and Teller model (BET) and Barret, Joyner and Halenda model (BJH)) and point of zero charge, which was performed only for the adsorbents. With the accomplishment of this work, it was verified that the textile effluent must be treated before being discarded in a water body. The adsorption with the pyrolyzed sludge at 500°C for 30 min, without catalyst and still chemically treated, can be a great alternative for the color removal process, because with this sorbent it was possible to remove all the effluent color. Although it is very efficient in the color removal, the adsorption with the sludge was not able to adjust all the necessary parameters for water reuse, hence, it is important that the textile industries adopt a joint treatment system for their effluents. It was verified through the approximate analysis that the sorbents have low fuel value and that the amount of ash and volatile matter is influenced mainly by the pyrolysis process. The point of zero charge obtained for the pyrolyzed sludge was 6.0 and for the chemically treated sludge was 4.0. The results obtained by the FTIR analysis indicate that the in natura sludge has many functional groups on its surface, however, the pyrolysis, and mainly the chemical treatment, promotes the elimination of groups of alkanes, OH, CH, aldehydes, ketones, amide, ester, carbonyl, C=O, alkenes, C=C, alkyl chloride and bromide, phenols and amines. It was verified that the second-order model was the one that best fitted the data of the kinetic studies. In relation to the adsorption isotherms, the Freundlich model was the one that had the best fit. By the N2 Physisorption analysis, it was found that the pyrolysis increased the surface area and the pore volume of the adsorbents and that the chemical treatment, by loading the solid surface with H+ ions, caused the values to be slightly reduced.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10803
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