Estudo de sorventes para remoção de corante reativo das águas residuais da Indústria de Curtumes

• Autor(a) principal: Santos, Lélia S. P.
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.8/1241
• topic: Espectrofotometria UV-Vis; Validação de Método Analítico; Indústria de Curtumes; Tingimento; Corantes reativos; Processo de Sorção; Raspas Wet-Blue; Raspas Wet-White; Canhão (Pelo); Cinética; Equilíbrio; Tratamento de Efluentes

O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de remoção de um corante reativo, em solução aquosa e em efluentes industriais, através da sorção com materiais alternativos de baixo custo, designadamente resíduos sólidos provenientes da Indústria de Curtumes e da Indústria de Extração de Pelo Animal para produção de feltros. O estudo incidiu sobre os seguintes sistemas corante/sorvente: Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER/Raspas Wet-Blue, Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER/Raspas Wet-White e Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER/Canhão (Pelo). Para comparação de resultados o estudo incluiu o sistema Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER/Carvão Ativado Comercial. Para que os resultados deste estudo fossem considerados confiáveis, foi desenvolvido e validado um método analítico, baseado na espectrofotometria UV-Vis, que permite determinar a concentração do Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER presente numa solução aquosa e em amostras de efluentes de tingimento reais. Com este método analítico determina-se a concentração desse corante através da equação da curva de calibração, , após a leitura da absorvância no comprimento de onda 610 nm, dentro do intervalo linear [3,00; 48,00] mg.dm-3, cujos limites de deteção e de quantificação são 0,206 mg.dm-3 e 0,624 mg.dm-3, respetivamente. Os estudos de sorção dos sistemas citados permitiram concluir que as Raspas Wet-Blue foi o material que apresentou a melhor capacidade de sorção e eficiência de remoção do corante (85,05 %), devido ao tipo de sítios ativos para sorção na sua estrutura molecular e à afinidade destes para com os grupos funcionais do corante reativo aniónico em análise. A presença de crómio nas Raspas Wet-Blue aumentou a sua capacidade de sorção e eficiência de remoção do corante. Os resultados dos estudos da cinética de sorção desses sistemas corante/sorvente sugerem que a sorção do Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER nas Raspas Wet-Blue, nas Raspas Wet-White e no Carvão Ativado Comercial segue o modelo cinético de pseudo-segunda ordem, enquanto a sorção desse corante no Canhão (Pelo) segue o modelo cinético de Elovich. Os mecanismos de difusão, em especial a difusão intraparticula do corante, influenciaram a velocidade do processo de sorção do corante nas materiais Raspas Wet-Blue, Raspas Wet-White e Canhão (Pelo). Em alguns casos, a difusão intrapartícula foi a etapa limitante da velocidade do processo de sorção do corante nestes materiais. Os resultados experimentais dos estudos de equilíbrio de sorção sugerem que a sorção do corante nas Raspas Wet-Blue e no Carvão Ativado Comercial segue o modelo isotérmico de Langmuir, apresentando a capacidade máxima de sorção de 46,296 mg.g-1 e de 8,467 mg.g-1, respetivamente, a 40º C. Estes resultados mostram que as Raspas Wet-Blue apresentaram maior capacidade de sorção do que o Carvão Ativado Comercial. O valor de RL para o sistema Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER/Raspas Wet-Blue (0,035) indica que o processo de sorção foi favorável e quase irreversível. Os valores de Hº para os sistemas Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER/Raspas Wet-Blue e Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER/Carvão Ativado Comercial, 74,70 kJ.mol-1 e 11,21 kJ.mol-1, respetivamente, sugerem que os processos de sorção foram endotérmicos e, portanto, favorecidos pelo aumento da temperatura. Os valores de Gº e de Sº determinados para o sistema Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER/Raspas Wet-Blue sugerem ainda que a sorção foi espontânea e favorável a temperaturas elevadas, indicando que o processo de sorção é viável. Os valores de Ea obtidos para os sistemas Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER/Raspas Wet-Blue e Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER/Carvão Ativado Comercial, 41,75 kJ.mol-1 e 7,76 kJ.mol-1, respetivamente, em conjunto com os valores de Hº sugerem que o corante foi quimicamente sorvido nas Raspas Wet-Blue e fisicamente sorvido na superfície do Carvão Ativado Comercial. O estudo dos fatores que podem influenciar a sorção do Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER mostrou que se obteve maior eficiência de sorção das Raspas Wet-Blue para a menor concentração inicial da solução de corante (18,00 mg.dm-3), a maior quantidade de Raspas Wet-Blue (0,60 g), a maior temperatura (60º C), a maior velocidade de agitação (150 rpm) e o menor valor de pH inicial da solução de corante (3,0). O pH do meio tem um papel importante em todo o processo de sorção e particularmente sobre a capacidade de sorção. O mecanismo do processo de sorção depende das condições experimentais e pode mudar, estas alterações podem ou não favorecer a sorção do corante. Os resultados experimentais mostraram que, com as Raspas Wet-Blue e com o Carvão Ativado Comercial, a eficiência de remoção do Corante Reativo INDACID BLUE NAVY HER presente nas amostras de efluentes de tingimento reais diminuiu devido à presença de outras espécies químicas. A análise química do parâmetro Crómio Total, permitiu comprovar que não existiu lixiviação de crómio quando se realizou a sorção no Carvão Ativado Comercial. Todavia, evidenciou a existência de alguma lixiviação de crómio quando esse processo foi realizado nas Raspas Wet-Blue, porque existia crómio livre e instável combinado com estas, devido à incompleta absorção de crómio pela pele no processo de curtume. Conclui-se que as Raspas Wet-Blue, resíduo sólido da Indústria de Curtumes, podem ser valorizadas e usadas no tratamento de efluentes líquidos resultantes do processo de tingimento destas indústrias, pois os resultados destes estudos mostraram que as Raspas Wet-Blue têm potencial como material sorvente.