Remoção do corante reativo azul 5g de um efluente sintético com separação por membrana e adsorção em casca de pinhão

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Gama, Lucas
• Orientador(a): Pereira, Nehemias Curvelo
• Banca de defesa: Scheufele, Fabiano Bisinella , Ferrari, Leila Denise Fiorentin , Menezes, Maraisa Lopes de , Gomes, Maria Carolina Sergi , Pereira, Nehemias Curvelo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Apucarana
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Filtração por membranas; Ultrafiltração; Adsorção; Celulose; Membrane separation; Ultrafiltration; Adsorption; Cellulose
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27567

O setor têxtil é conhecido pelo alto consumo de água, gerando uma grande quantidade de efluente contendo concentrações elevadas de corantes. Devido à natureza tóxica desses compostos, diferentes métodos foram desenvolvidos para o tratamento de efluentes. A casca do pinhão, que geralmente é considerada um resíduo, sendo descartada, é um possível biossorvente, em virtude da sua composição lignocelulósica. O presente trabalho teve por objetivo a aplicação do método de separação por membrana e adsorção em casca de pinhão para remoção do corante reativo Azul 5G de um efluente sintético. O corante foi caracterizado em termos de tamanho de partícula e grupos funcionais. No processo de separação por membranas, utilizou­se membranas de polietersulfona e celulose regenerada, em um módulo de filtração frontal. Para a caracterização do adsorvente, foram feitas análises de PCZ, BET, FTIR, MEV e TGA. As isotermas de equilíbrio foram realizadas nas temperaturas de 30, 40 e 50°C, e as cinéticas de adsorção, nas concentrações de 10, 50, e 90 ppm. O processo combinado de separação por membranas seguido de adsorção em casca de pinhão foi realizado nas melhores condições encontradas nos ensaios. Na caracterização do corante, o tamanho de partícula cresceu com o aumento da concentração apenas na temperatura de 30 °C e pH 2. A membrana de celulose regenerada apresentou os melhores resultados, com uma permeabilidade hidráulica de 158,10 kg h­1 m­2 bar­1, e uma remoção máxima de corante de 35,9%, na concentração de 50 ppm, pressão de 0,5 bar, com agitação. O processo de limpeza foi eficiente para as duas membranas, com recuperação total do fluxo permeado. Na a caracterização do adsorvente, um PCZ de 5,6 foi encontrado. O material apresentou uma estrutura majoritariamente macroporosa, com área específica de 5,14 m2 g-1. As análises de FTIR do corante, e do adsorvente antes e depois da adsorção, indicaram que os principais grupos envolvidos na adsorção são hidroxilas e carbonilas do adsorvente. Na análise da influência do pH, o melhor resultado de adsorção foi obtido no pH 2. Todas as isotermas foram favoráveis, no qual os melhores resultados foram obtidos na temperatura de 50°C, com uma capacidade máxima de adsorção de 83,38 mg g­-1, e uma remoção de corante de 85% para a concentração inicial de 50 ppm, e 75,7% para a de 70 ppm. O modelo de Freundlich apresentou o melhor ajuste. Na cinética de adsorção, o aumento da concentração deslocou o equilíbrio, sendo alcançado, no máximo, em 4 horas. O modelo que melhor descreveu o processo foi o de pseudo segunda ordem. Os parâmetros termodinâmicos mostraram que a adsorção em casca de pinhão é um processo físico, endotérmico, e ocorre de maneira espontânea. O processo combinado de separação por membranas seguido de adsorção em casca de pinhão obteve concentrações finais de 0,6 e 5,4 mg L-­1 para as concentrações iniciais de 50 e 70 mg L-1, respectivamente, demonstrando que a combinação desses dois processos na remoção do corante reativo Azul 5G de efluentes têxteis é eficiente e uma alternativa ambiental e economicamente viável.