Adsorção e dessorção de íons metálicos em coluna de leito fixo com carvão ativado de biomassa : mono e bicomponente

Abstract

O aumento das atividades industriais resulta na poluição de recursos hídricos por meio do descarte de efluentes em corpos receptores sem o tratamento adequado. Desta forma, faz-se necessário o uso de alternativas viáveis e eficientes, como o processo adsortivo. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo avaliar o uso do carvão ativado preparado a partir de sabugo de milho (CASM), em colunas de leito fixo, visando à remoção dos íons Cu2+ e Ni2+ de soluções aquosas, em sistemas mono e bicomponente. O CASM e seu precursor foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier, adsorção/dessorção de N2, pH do ponto de carga zero e titulação de Boehm. Foram realizados ensaios de adsorção em coluna de leito fixo, avaliando os efeitos de concentração inicial da solução, vazão e altura do leito, sendo determinada a melhor condição operacional. Em seguida, foi avaliada a regeneração do adsorvente pelo processo de dessorção, comparação com carvões comerciais e a análise de custo de produção do CASM. Nos ensaios de caracterização, foi verificado que a ativação química promoveu o aumento de grupos carboxílicos, da área superficial e volume dos poros, fatores que favorecem a adsorção de íons metálicos. Nos ensaios em leito fixo, em sistema monocomponente, foi obtida uma capacidade adsortiva (qt) de 0,39 e 0,28 mmol·g-1 para o Cu2+ e Ni2+ respectivamente. Para o sistema bicomponente, foi observada uma relação de antagonismo entre os íons metálicos na ocupação dos sítios ativos, sendo mais pronunciada para o íon Ni2+. Para o processo dessortivo foi selecionado o HCl 0,05 mol·L-1 como eluente, em que o CASM apresentou uma diminuição de sua eficiência em 7-10% para sistema monocomponente e 26-37% em sistema bicomponente, após três ciclos. Vale ressaltar que para a dessorção foi utilizado um volume 5 vezes menor do que o utilizado na adsorção. O CASM apresentou capacidade adsortiva ao menos 7 vezes superior aos carvões ativados comerciais, indicando um maior potencial na remoção de íons metálicos de soluções aquosas. Deste modo, o trabalho auxiliou na compreensão acerca do processo adsortivo em coluna de leito fixo na remoção dos íons Cu2+ e Ni2+, além de incentivar a discussão ambiental, uma vez que foi utilizado um resíduo agroindustrial para tratar outro resíduo, promovendo o reuso do material adsorvente, estando assim aliado ao Objetivo de Desenvolvimento Sustentável 12 da Organização das Nações Unidas e à Política Nacional de Resíduos Sólidos, contribuindo para o seguimento zero-waste, incentivando a qualidade de vida da população.