Aplicação de adsorventes preparados a partir de resíduo agroindustrial na remediação do corante têxtil amarelo reativo

Abstract

A indústria têxtil é relevante para a economia brasileira, com destaque no cenário internacional. Contudo, sua cadeia produtiva, principalmente o setor de tingimento de tecidos, é responsável pela geração de águas residuais contendo contaminantes nocivos ao meio ambiente como é o caso dos corantes. Esses compostos apresentam moléculas complexas que se despejadas em corpos receptores sem o tratamento correto podem impactar negativamente o ecossistema. Deste modo, este trabalho teve como objetivo avaliar a aplicação de adsorvente preparado a partir da casca de amendoim na remoção do corante amarelo reativo BF-3R (AR) de meio aquoso. Foram preparados três adsorventes, sendo eles in natura (CIN), carbonizado (CCN) e o ativado quimicamente (CAt). Em seguida, foi realizado o estudo de seleção e caracterização do adsorvente que apresentou a maior capacidade adsortiva (q) e percentual de remoção (%R). Foram empregadas as técnicas de adsorção/dessorção de nitrogênio, análise termogravimétrica e espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) e o método do pH do ponto de carga zero (pHPCZ). Visando identificar as condições de operação do sistema, foram realizados estudos para avaliar a influência do pH da solução a ser tratada, velocidade de agitação (V.A.) e relação massa do adsorvente por volume de solução (m/V) no processo adsortivo. Nas condições que proporcionaram o maior q, foi realizado o estudo de evolução cinética com ajuste dos dados aos modelos de pseudo-primeira ordem (PPO) e pseudo-segunda ordem (PSO). Também foi realizado o estudo de equilíbrio de adsorção com ajuste dos dados aos modelos de Langmuir, Freundlich e Sips. Foi realizado ainda um estudo comparativo com carvões comerciais. Por fim, foi investigada a possibilidade de regeneração do adsorvente por ciclos de adsorção/dessorção utilizando como eluentes água, HCl e NaOH nas concentrações de 0,01 e 0,05 mol·L-1. Dentre os adsorventes preparados, o CCN foi o selecionado. Este material apresentou estrutura de mesoporosa, estabilidade térmica, presença de grupos funcionais oxigenados derivados da lignina, hemicelulose e celulose, bem como pHpcz igual a 5,8. No estudo das condições operacionais, pH da solução igual 3, V.A de 200 rpm e m/V de 1g·L-1 forneceram os maiores valores de q e %R. Na avaliação da evolução cinética, foi constatado uma adsorção rápida nos primeiros minutos, atingindo o equilíbrio em 90 minutos. Sendo os dados ajustados para os modelos de PPO e PSO, com R2 superiores a 0,99 e RSS similares, indicando que a taxa de ocupação é proporcional ao número sítios disponíveis e da quantidade do adsorvato adsorvida. Por sua vez, os modelos de Weber-Morris e de Boyd indicaram que mais de uma etapa controladora rege o processo adsortivo. O modelo de Langmuir foi capaz de representar os dados do estudo de equilíbrio, com capacidade adsortiva máxima de 40,1 ± 2,4 mg·g-1. O CCN apresentou uma eficiência de adsorção similar aos carvões comerciais, com uma menor dispersão. O eluente NaOH em ambas concentrações estudadas promoveu uma dessorção superior a 50%. Porém, este eluente proporcionou uma redução do %R para o segundo ciclo de adsorção. Contudo, para a água e o HCl a dessorção foi inferior a 6,5%, porém no segundo ciclo de adsorção o %R foi apenas 11% menor que no primeiro ciclo. Sendo assim, foi identificada a necessidade de novos estudos visando a recuperação do CCN. Diante dos resultados obtidos, pode-se afirmar que o CCN é uma alternativa eficiente para remover o corante AR de meios aquosos, o que possibilita a reintegração do resíduo proveniente da cadeia produtiva tornando o processo mais sustentável.