Remoção de toxicidade de esgotos secundários com carvão ativado produzido de lodo biológico industrial - Monteiro, Keivison Almeida (2023)
A aplicação do conceito da economia circular para o gerenciamento do lodo industrial tem atraído atenção de vários pesquisadores. A expectativa é a reutilização e agregação de valor ao biossólido gerado nas estações de tratamento de efluentes, com sua conversão em produto e reintrodução no tratamento de efluente. A indústria cosmética tem por característica fabril a elevada geração de efluentes com elevada demanda química de oxigênio (DQO) devido a compostos recalcitrantes e tóxicos e, consequentemente, geração de volumes expressivos de lodo durante o processo de tratamento do efluente. Assim, o objetivo deste trabalho foi a síntese de carvão ativado (CA) utilizando lodo da indústria cosmética como material precursor e sua aplicação na remoção de matéria orgânica e toxicidade de esgotos tratados em nível secundário. O lodo foi pirolisado em leito fixo, com fluxo de nitrogênio, a 450 ºC (L450) e 550 ºC (L550), por 60 min. Os carvões produzidos foram caracterizados quanto ao rendimento, espectroscopias na região do infravermelho com transformada de Fourier, difração de raio X e de Raman, análises termogravimétrica, elementar e imediata, pH de ponto de carga zero (pHpcz), microscopia eletrônica de varredura (MEV), ensaios adsortivos e aplicado no tratamento terciário. O bio-óleo produzido na pirólise foi caracterizado por cromatografia gasosa. As imagens MEV dos biocarvões apresentaram abertura de poros e superfície irregular. Os espectros de raio X demonstraram a formação de estruturas cristalinas, os de Raman demonstraram a formação de rede desorganizada e desordenada de carbono e o FTIR a presença de grupamentos fosforados (P-O-P e P=O). Os valores do índice de iodo e azul de metileno para ambos carvões (L450: 1373,7 ± 8,4 mg I 2 /g e 11,7 ± 0,1 mg AM/g e L550: 1419,9 ± 9,4 mg I 2 /g e 13,1 ± 1,8 mg AM/g) indicam a presença de microporosidade e mesoporosidade, respectivamente. O pHpcz foi ácido, de 2, 3 e 4 para L450 e L550, respectivamente. O bio-óleo apresentou compostos ácidos e hidrocarbonetos de interessasse industrial e com potencial combustível. A melhor dose do L450 no esgoto doméstico foi de 2,5 g/L para remoção de DQO e COT, com as seguintes capacidades de adsorção (q): q DQO = 12,2 ± 2,3 mg/g e q COT = 4,5 ± 0,2 mg/g. A melhor dose para o esgoto industrial foi de 1 g/L, com q DQO = 15,6 ± 3,4 mg/g e q COT = 6,8 ± 1 mg/g. A cinética de adsorção foi melhor descrita pelo modelo de pseudo-segunda ordem para o esgoto industrial e o modelo pseudo-primeira ordem para o esgoto doméstico, enquanto para a isoterma o melhor ajuste foi ao modelo de Freundlich para ambos os esgotos. Foi demonstrado que o adsorvente pode ser utilizado mais de uma vez. Os carvões ativados produzidos se mostraram competitivos com um carvão ativado comercial no tratamento terciário dos esgotos, com o L450 capaz de reduzir a toxicidade do esgoto doméstico em 14 vezes e eliminar a toxicidade do esgoto industrial. A partir dos resultados pode-se dizer que o lodo da indústria cosmética é promissor como matéria-prima para a produção de CA e este possui potencial para aplicação no tratamento terciário de esgotos. Palavras-chave: Esgoto municipal. Produtos capilares. Pirólise. Raphidocelis subcapitata. Tratamento terciário.