Estudo dos processos de biossorção e dessorção de íons metálicos de Cu2+ e Zn2+ em solução sintética através de coluna de leito fixo. - Alves, Diego Armando Santos (2020)
Os recursos hídricos propícios ao consumo humano vêm sofrendo com diversos casos de contaminação e desperdício ano após ano. Muitas dessas contaminações são originárias de processos industriais e de mineração, os quais têm uma participação negativa no meio ambiente através de efluentes e rejeitos contendo metais tóxicos. Motivando a indústria da mineração a investir em novas tecnologias práticas e economicamente viáveis para que possa reaproveitar o metal residual nos rejeitos, devolver ao meio ambiente uma água de melhor qualidade e que atenda as condições legais de despejo. A adsorção por biomassa vem se revelando uma boa forma de diminuir o teor de metais nesses efluentes de forma eficiente e acessível. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de biossorção e recuperação de íons de zinco e cobre de uma solução sintética, usando coluna de leito fixo e utilização de biomassa proveniente de consórcio de micro-organismos inativos do solo da cidade de CubatãoSP. O consórcio foi cultivado em meio de cultura LB a agitação e temperatura controlada, com o crescimento microbiológico o consórcio foi separado do meio e submetido ao processo de liofilização, concomitante a isso colônias de duas das possíveis bactérias presentes no consórcio foram isoladas e identificadas por técnica de MALDI-TOF. Após isso a biomassa liofilizada foi empregada em ensaios numa coluna de leito fixo com a passagem de soluções metálicas. Nesta etapa foram realizados ensaios com o bombeamento de 20 mL das soluções sintéticas monoelementar contendo os metais cobre e zinco, separadamente, com concentrações variando de 10 a 175 mg/L e a massa de biossorvente variando entre 0,5 g a 1 g, desse modo avaliou-se a influência dessas variáveis na biossorção. Posterior a etapa de biossorção foram bombeadas soluções 0,2 M de ácido clorídrico e ácido nítrico para determinar o melhor agente eluente na dessorção dos íons. Ensaios comparativos da etapa de adsorção com carvão ativado também foram realizados. Para a determinação da eficácia do processo, as soluções obtidas após passagem pela coluna foram analisadas para determinação da concentração dos metais estudados por técnica de espectroscopia de emissão atômica (ICP-OES). Os modelos de isotermas de Langmuir e Freundlich foram aplicados para determinar o comportamento do fenômeno da adsorção. Foi constatado que ambos os metais acompanham o modelo de Langmuir de adsorção. Através dos resultados obtidos, foi possível identificar as bactérias isoladas a partir do consórcio, sendo elas Enterococcus faecalis e Pseudomonas aeruginosa. Os dados do processo analisados indicaram as melhores taxas de remoção para o Zn2+ e Cu2+ de 89% e 82% respectivamente, ambos os resultados foram obtidos com soluções metálicas com concentração de 10 mg/L em contato com 1 g de biossorvente e capacidade teórica de remoção máxima de 200 mg de Zn2+ por grama de biomassa e de 164 mg de Cu2+ por grama de biomassa, nas mesmas condições. Já na recuperação do metal a porcentagem de eficácia ficou na faixa de 95% para o zinco e de 82% para o cobre com uso da solução de ácido nítrico, também na condição de 10 mg/L de íons metálicos e 1 g de biossorvente. Foi constatado que o carvão ativado obteve melhor desempenho para adsorver íons de cobre e a biomassa sobressaiu quando utilizada em contato com íons de zinco.