Aplicação da coagulação como pré-tratamento para lixiviados de aterro sanitário seguido de fotocatálise heterogênea e adsorção de corante azo por biocarvão de resíduos de madeira

Abstract

Na primeira etapa deste trabalho foram utilizados um biocoagulante a base de Moringa oleifera e o coagulante inorgânico policloreto de alumínio aplicados ao tratamento do lixiviado de aterro sanitário. Para determinar a melhor condição de uso dos coagulantes, foi realizado um planejamento fatorial 2³ em duplicata com ponto central, em que as variáveis indepententes foram: dosagem, pH e velocidade de mistura rápida. As variáveis dependentes avaliadas foram a remoção de cor, de turbidez e de DQO. Com o uso do biocoagulante, na condição ótima determinada pelo planejamento: dosagem de 0,5 g.L⁻¹, pH 5 e velocidade 180 rpm, obteve-se remoção média de cor de até 67%. Para a turbidez e DQO houve remoção média de 77% e 48%, respectivamente. Já o policloreto de alumínio teve a sua condição ótima em dosagem 3g.L⁻¹, pH 9, e velocidade 120 rpm, obtendo-se 77%, 89% e 42% de remoção de cor, turbidez e DQO, respectivamente. As melhores condições de tratamento para cada coagulante foram repetidas e o lixiviado pré-tratado foi submetido à fotocatálise heterogênea (TiO₂/UV) em um reator de plano inclinado por 3,5 horas em pH 4. A melhor associação foi entre o policloreto de alumínio e o processo oxidativo, em que foram obtidas remoções globais de até 60% de DQO em lixiviados pré-tratados. Testes de germinação foram realizados, contudo o lixiviado após o tratamento proposto se mostrou mais tóxico do que antes do tratamento, possivelmente devido à subprodutos da degradação. Na segunda etapa dessa dissertação, realizou-se o estudo de adsorção do corante azo aniônico indosol black NF 1200 através de um biocarvão obtido por gaseificação de resíduos de madeira. Realizou-se um planejamento fatorial 2², tendo como variáveis de controle: pH e granulometria de adsorvente. Testes em batelada foram executados a 200 rpm por 3 horas (28°C). Como variável dependente, foi determinada a remoção da concentração do corante. A melhor condição operacional foi em pH=2 e granulometria de 100 mesh. Também, foram realizados a determinação do pHpcz da dosagem do adsorvente, bem como o estudo de equilíbrio e cinética de adsorção. Ambos estudos foram conduzidos em meio ácido e básico. Para pH=12, concluiu-se que o equilíbrio foi atingido em 3 horas de experimento, o qmáx experimental foi de aproximadamente de 12 mg.g⁻¹, e os dados de equilíbrio ajustaram-se ao modelo de Langmuir. Por outro lado, para testes em pH=2, o equilíbrio foi atingido em 5 minutos de experimento, o qmáx superou o valor de 185 mg.g⁻¹ e os dados de equilíbrio ajustaram-se aos modelos de Langmuir e Freundlich. Portanto, o carvão produzido através da gaseificação de resíduos de madeira parece um promissor adsorvente para remoção de corantes azo em efluentes têxteis, em especial quando em valores baixos de pH. Também, para um consumo de 10kg.h⁻¹ de resíduos de madeira, aproximadamente 10 kw são produzidos e 1 kg de adsorvente é gerado, o que representa uma vantagem do ponto de vista ambiental.