Remoção de ortofosfatos de água e de esgoto com adsorvente produzido a partir de exoesqueleto de coral-sol: equilíbrio, cinética, termodinâmica e otimização de processo

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Vianna, Marco Tadeu Gomes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
• Palavras-chave em Português: Environmental engineering; Wastewater - Purification - Phosphate removal; Sustainability and environment; Phosphorus removal; Factorial design; Response surface methodology; Sorption processes; Engenharia ambiental; Águas residuais - Purificação - Remoção de fosfato; Sustentabilidade e meio ambiente; Remoção de fósforo; Design fatorial; Otimização de processos; Coral-sol; Processos sortivos; CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/10866

O despejo excessivo de fósforo (P) através do lançamento de efluentes domésticos e industriais não tratados está associado à eutrofização dos corpos hídricos. É fundamental, portanto, a remoção eficiente de P no tratamento desses efluentes e, se possível o seu retorno para uso como fertilizante. O método mais utilizado para a remoção de P de efluentes é a precipitação química. No entanto, essa técnica é relativamente cara e exige um descarte adequado para o lodo químico gerado. Portanto, a busca por novas estratégias de baixo custo, mas com alta eficiência na remoção de P é justificada. No Brasil, duas espécies exóticas conhecidas como coral-sol (Coccinea Tubastraea e Tubastraea tagusensis) já infestam aproximadamente 2000 Km de litoral da costa brasileira. Essas espécies são consideradas engenheiro de ecossistema, ou seja, criam, modificam e mantêm habitats, e uma vez estabelecidas, podem alterar todo o ecossistema local. Tais espécies constituem uma ameaça, pois promove danos à biodiversidade marinha brasileira, inclusive podendo afetar economicamente as regiões invadidas, com a redução de algumas espécies economicamente importantes. Tais espécies possuem exoesqueletos com elevadas concentrações de carbonato de cálcio, que podem ser potencialmente úteis no tratamento de água, particularmente para a remoção de P. O presente estudo teve como objetivo investigar a capacidade de remoção de P de efluentes sintéticos e reais utilizado pó de exoesqueleto de coral-sol como adsorvente nas formas: bruta (RCS); modificada fisicamente (CSA); modificada quimicamente (CSC) comparando os resultados com Carvão Ativado Comercial em pó (CAC), que é o adsorvente mais utilizado em todo o mundo. Para estudar a eficiência de remoção de ortofosfatos, um desenho fatorial com delineamento central composto rotacional (DCCR) foi aplicado. Com vistas à otimização dessa remoção, foi investigada a influência das variáveis independentes: razão adsorvente/adsorvato, pH; temperatura, associada a estudos de cinética, termodinâmica e de equilíbrio nas melhores configurações obtida pelo DCCR para cada material. As capacidades de remoção de P por RCS, CSA. CSC e CAC utilizando efluente sintético foram de 3685,0 mg P kg-1; 3712,5 mg P kg-1; 4567,5 mg P kg-1; e 1797,5 mg P kg-1 respectivamente. Em todos os casos, o processo de adsorção seguiu o modelo proposto por Langmuir, além de ser um processo termodinamicamente adequado. Para efluentes reais, os materiais adsorventes à base de coral-sol removeram cerca de 100% do fósforo presente na amostra. Com base nestes resultados, o pó exoesqueleto mostrou ser uma alternativa potencialmente sustentável como material adsorvente podendo ser útil em diversas aplicações, tais como o tratamento de águas residuais urbanas e industriais e no controle da população de coral-sol, a partir de sua exploração comercial.