Remoção de bisfenol-A por adsorção

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Haro, Nathalia Krummenauer
• Orientador(a): Feris, Liliana Amaral
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Bisfenol-a
• Palavras-chave em Inglês: Removal; Adsorption; Bisphenol-A; Regeneration; Pilot plant
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/96406

O bisfenol-A (BPA), um monômero usado na fabricação de resinas epóxi e de plásticos de policarbonato, é considerado um potente desregulador endócrino que provoca diversas doenças. O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção de BPA, de soluções aquosas através da técnica de adsorção em batelada e em processo contínuo. Também foi investigada a capacidade de regeneração do sorvente utilizado nos testes em batelada. Para isso, foram testados diferentes adsorventes (zeólita em pó e granular modificada com quitosana, zeólita sódica e carvão ativado granular), a fim de determinar qual apresentaria maiores índices de remoção de BPA. Posteriormente foram realizados ensaios de sorção com o sólido escolhido objetivando encontrar as condições mais adequadas de processo considerando os parâmetros de pH, tempo de residência, concentração de sólido sorvente. Ainda, isotermas de equilíbrio para este sistema foram construídas. A adsorção em leito fixo foi avaliada em experimentos via planta piloto de adsorção, segundo a influência de três variáveis: efeito da massa de adsorvente utilizada (5g e 10g), vazão de alimentação (15 mL.min-1 e 20 mL.min-1) e concentração inicial (50 mg.L-1 e 100 mg.L-1). Na regeneração do carvão ativado saturado com BPA, empregaram-se como solventes acetona, n-pentano e diclorometano e também foi utilizada a técnica de ultrassom. As condições de sorção utilizadas foram: pH 6, tempo 60 min, concentração de sorvente 10 g.L-1 e soluções de BPA 10 mg.L-1. A microestrutura externa e a composição elementar semi-quantitativa do carvão ativado antes e após o processo de sorção e regeneração foram analisadas pela técnica de MEV-EDS. No que se refere à sorção, melhores resultados foram encontrados com o carvão ativado granular, atingindo eficiência de remoção de 56,7% em pH 7. O modelo de isoterma de sorção que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o modelo de Sips, que forneceu a constante de energia ou afinidade do processo e também a acumulação máxima de BPA no sorvente. Os testes de regeneração mostraram que os melhores agentes regenerativos foram a acetona (100%), com eficiência de remoção de 105,6% e a técnica de ultrassom, a qual apresentou uma eficiência de remoção de 106,4% após um tempo de contato de 30 min. Por ser uma técnica que não gera resíduo, optou-se utilizar o ultrassom para os testes de regeneração em ciclos. O ensaio de tempo de regeneração em banho de ultrassom mostrou que para os tempos de 30, 40, 50 e 60 min de contato a regeneração era muito semelhante. Assim, para os testes de ciclos de sorção-regeneração o tempo de contato utilizado foi de 30 min. Os ensaios de regeneração em ciclos mostraram que após seis (6) ciclos a eficiência de regeneração do sólido sorvente foi de 67,8% e a remoção de BPA obtida ao final desses ciclos foi de 60,9%. Quanto à caracterização do sorvente, as micrografias mostraram que o carvão ativado, antes e após os ciclos de sorção/regeneração (S/R), possui superfícies bastante irregulares, heterogêneas e desordenadas, com elevada porosidade. Ensaios realizados em planta piloto de adsorção mostraram a viabilidade técnica de aplicação do carvão ativado para remoção de bisfenol em processos contínuos, tendo sido possível obter as condições operacionais e a curva de ruptura do sistema. Os resultados indicaram que a adsorção em leito fixo apresentou melhores resultados nas seguintes condições: vazão de alimentação de 20 mL.min-1, concentração inicial de 100 mg.L-1 e 10g de sólido sorvente.