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Título: Adsorção de íons metálicos de efluente aquoso usando bagaço do pedúnculo de caju: estudo de batelada e coluna de leito fixo
Título em inglês: Adsorption of metal ions from aqueous solutions using cashew peduncle bagasse: batch and fixed bed column study
Autor(es): Moreira, Sarah de Abreu
Orientador(es): Nascimento, Ronaldo Ferreira do
Palavras-chave: Saneamento
Adsorção
Metais - Tóxicologia
Data do documento: 20-Jun-2008
Citação: MOREIRA, S. A. (2008)
Resumo: O uso de resíduos agroindustriais puros ou modificados quimicamente para a remoção de metais em efluentes industriais aparece como uma alternativa promissora às tecnologias existentes. Os agroresíduos são bastante estudados devido à sua abundância, baixo custo, biodegradabilidade e a não formação de lodo. Neste trabalho utilizou-se o bagaço do pedúnculo de caju (Anarcadium occidentale L.) como adsorvente para remoção de metais pesados de solução aquosa e de efluente produzido por uma indústria de galvanoplastia localizada em Fortaleza (Ceará – Brasil). Foram estudados os sistemas de adsorção em batelada e coluna de leito fixo. Na etapa de batelada foram avaliados o tratamento químico, o efeito do tamanho das partículas, o efeito da concentração do adsorvente e o efeito do pH. Os resultados indicaram que o tratamento dado ao bagaço do pedúnculo de caju com NaOH 0,1 mol.L-1/3 horas foi mais eficiente na remoção dos íons metálicos. Este material foi usado para o estudo de adsorção dos metais com as seguintes características: faixa de tamanho de partículas de 20-59 mesh, concentração de 50 g/L e pH 5,0. O estudo de cinética indicou que o equilíbrio de adsorção multielementar foi atingido em 60 minutos (pH 5,0) e segue cinética de pseudo-segunda ordem. Foram utilizados os modelos de Langmuir e Freundlich para avaliar a capacidade de adsorção dos metais pesados pelo bagaço do pedúnculo de caju. O modelo de Langmuir foi adequado para todos os íons metálicos em um sistema multielementar. Na segunda etapa da pesquisa foram realizados experimentos para otimização das condições operacionais da coluna. Os resultados mostraram que uma vazão de 3,0 mL/min e uma altura de 12,0 cm de leito aumentaram o percentual de remoção para todos os metais tóxicos estudados. As curvas de ruptura investigadas para um sistema multielementar indicaram que a ordem das capacidades de adsorção foi a seguinte: Pb2+ > Cu2+ > Ni2+ > Zn2+ > Cd2+. A aplicabilidade dos estudos de coluna numa amostra real, oriunda de empresa de galvanoplastia contendo Cu2+, Ni2+ e Zn2+, foi eficiente para remoção dos íons Ni2+ e Zn2+. A dessorção dos íons metálicos, retidos na coluna, foi eficiente usando HCl 1,0 mol/L como eluente. Os ensaios de reciclagem da coluna mostraram que o adsorvente pode ser utilizado apenas num ciclo.
Abstract: Recently, the use of agroindustry residues (pure or chemically modified) for metal removal from industrial effluents offers a potential alternative to existing treatment technologies. The agrowastes are most studied because are readily available, cheap, biodegradable, sludge free and of low cost and land investment. In this work was used the cashew (Anacardium occidentale L.) peduncle bagasse as adsorbent for metal removal from aqueous solution and wastewater aqueous from electroplating industries local (Fortaleza, Ceara-Brazil). Adsorption systems in batch and fixed bed column were studied. Previously was investigated the chemical treatment, the particle size effect, adsorbent concentration and pH effect. The results showed that the treatment employed in the cashew peduncle bagasse with 0.1M NaOH for 3 h was the most efficient. The material characteristics: used on metal adsorption were: particle size ranged 20 – 59 mesh, adsorbent concentration (50g/L) at pH 5.0. The kinetic study indicated that the adsorption equilibrium multielementary were achieved in 60 minutes (pH 5.0) and followed a pseudo-second order model. The adsorption capacity of cashew peduncle bagasse for heavy metals had been evaluated using Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. The Langmuir’s model gave best results for all metal ions in a multielementary system. In the second step of the work were carried out experiments to optimization of the column operational parameters. The results showed that for a flow rate of 3.0 mL/min and bed height of 12.0 cm there is an increased on the metal removal. The breakthrough curves for multielementary system indicated the order for adsorption capacity: Pb+2 > Cu+2 > Ni+2 > Zn+2 > Cd+2. The column parameters obtained with the synthetic effluents were applied in a real sample contained Cu+2, Ni+2 and Zn+2. It was found to be an efficient for the removal of Ni+2 and Zn+2. The metal desorption on the column was efficient using 1.0 M HCl as eluent. The tests of recycling of the column showed that the adsorbent can be used only for a cycle.
Descrição: MOREIRA, S. A. Adsorção de íons metálicos de efluente aquoso usando bagaço do pedúnculo de caju: estudo de batelada e coluna de leito fixo. 2008. 133 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17229
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