Estudo de remoção de corantes aniônicos em conchas de moluscos bivalves

Abstract

O potencial das conchas de mariscos anomalocardia brasiliana e ostras crassostrea rhizophorae calcinadas para remoção de corantes têxteis aniônicos foi avaliado e sua eficiência comparada com o carvão ativado comercial. Foi investigado também o tratamento de um efluente real de indústria têxtil, com as conchas, o carvão ativado e um coagulante comercial. Os corantes utilizados foram o Drimaren azul CL-R (CD), o Indosol amarelo SF-2RL (IA), o Lanasyn violeta F-BL 180 (CL) e o Indosol azul turquesa (CI). As conchas e o carvão ativado foram caracterizados através da área superficial, volume e diâmetro médio dos poros, difração e fluorescência de Raios-X, MEV-EDS e pHPCZ. A influência da quantidade de massa e granulometria do adsorvente, salinidade da solução e agitação do processo sobre a capacidade de remoção do sistema foram estudados através de um planejamento experimental. As conchas calcinadas são formadas por 98% de cálcio na forma de óxido de cálcio, suas áreas superficiais estão em torno de 2,0 m2.g-1. O pH em que a carga superficial é zero (pHPCZ) é de 13,0 e 11,5 para as conchas de mariscos e de ostras, respectivamente. O cálcio das conchas interagem com os grupos sulfônicos dos corantes mediante uma reação de simples troca, seguida de precipitação dos corantes. Realizou-se um ajuste não linear para o estudo cinético com as conchas e o carvão ativado, bem como os ajustes de equilíbrio de adsorção com o carvão ativado. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem se ajustou bem aos dados experimentais da adsorção. A capacidade máxima de adsorção com o carvão ativado prevista pelo modelo de Langmuir-Freundlich a 30 ºC foi de 157; 361 e 405 mg.g-1 para os corantes CI, CD e Cl, respectivamente. O estudo termodinâmico para o carvão ativado demonstrou que o processo de remoção dos corantes é espontâneo, endotérmico e que a desordem do sistema aumenta com o aumento da temperatura. A eficiência de remoção dos corantes pelas conchas de mariscos e ostras calcinadas em efluentes sintéticos ficou acima de 97 % e 90%, respectivamente aos 5 minutos de reação. A eficiência de adsorção dos corantes utilizando carvão ativado foi acima de 96% no primeiro minuto. No estudo com o efluente real, a quantidade de massa necessária de conchas de ostras calcinadas para remoção de 92,6% foi de 2.000 mg.L-1. Para o carvão ativado atingir esta eficiência, a quantidade requerida foi de 20.000 mg.L-1. As conchas de ostras obtiveram melhor comportamento na remoção de parâmetros como cor, turbidez e demanda química de oxigênio (DQO) quando comparadas a um coagulante comercial e ao carvão ativado. Um tratamento primário é aconselhável antes do descarte ou reuso do efluente tratado para adequação dos níveis da DBO, da DQO e dos ST, aliado ao tratamento secundário com as conchas de mariscos ou ostras calcinadas, para redução da cor e outros parâmetros. A correção do pH é necessária visto que as conchas são de natureza alcalina. As conchas de mariscos e ostras calcinadas mostraram ser materiais eficientes e promissores para remoção de alta concentração de corantes aniônicos comparados com adsorventes ou coagulantes comercias. Elas possuem a vantagem de ser um material natural e necessitar de uma quantidade relativamente pequena para alcançar boa eficiência de remoção. As conchas de mariscos e ostras revelaram-se uma opção atraente na aplicação de tratamento de águas residuais.