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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Remoção de corante de efluentes da indústria têxtil utilizando processos com membranas e adsorção em bagaço de laranja
Autor(es): Leila Denise Fiorentin Ferrari
Palavras-chave [PT]:

Indústria têxtil. Efluentes. Remoção de corantes. Bagaço de laranja. Adsorção de corantes têxteis. Resíduos agrícolas. Membranas poliméricas. Resíduos agroindustriais. Adsorventes alternativos. Tratamento de efluentes. Secagem de resíduos. Modelos matemáticos. Isotermos de equilíbrio. Brasil.

Nehemias Curvelo Pereira [Orientador] - UEM Sueli Teresa Davantel de Barros [Orientador] - UEM Aparecido Nivaldo Módenes [Co-orientador] - UNIOESTE Marcelo Kaminski Lenzi - UFPR Meuris Gurgel Carlos da Silva - UNICAMP Onélia Aparecida Andreo dos Santos - UEM Oswaldo Curty da Motta Lima - UEM

Resumo: O efluente têxtil, quando liberado em corpos receptores, pode causar sérios problemas ambientais em função da sua elevada carga de contaminantes. O tratamento destes efluentes gerados pela indústria pode ser realizado por meio de várias técnicas, dentre elas, os processos de separação por membranas e a adsorção, que apresentam grande capacidade de retenção de corantes. Assim, este trabalho teve por objetivo estudar a remoção do corante reativo azul 5G de um efluente têxtil sintético, utilizando os processos de separação por membranas e adsorção em bagaço de laranja. Os ensaios de remoção de corante do efluente têxtil foram realizados utilizando-se membranas poliméricas confeccionadas com polisulfona, aplicadas em módulo de ultrafiltração. Foi avaliada a influência de parâmetros importantes para o desenvolvimento do processo, como a pressão transmembrana, a composição da membrana, diâmetro médio dos poros, pH da solução, degradação da membrana e o índice de fouling. Os resultados mostraram que as membranas de composição 16,4% de polisulfona e 3% de KCl removeram cerca de 70% do corante presente na solução alimentada com uma concentração de 70 ppm, apresentando um índice de fouling de 9,30%. A pressão de operação foi de 1,0 bar, o raio médio aparente dos poros da membrana foi de 0,0134 μm e o pH da solução apresentou influência significativa, principalmente na porcentagem de remoção do corante, sendo a membrana suscetível à variações de pH. O bagaço de laranja utilizado nos ensaios de adsorção foi submetido a secagem convectiva em temperaturas que variaram na faixa de 33 a 92 (±1)ºC, mantendo-se a velocidade do ar constante em 1,3 m/s. Foram determinadas as isotermas de equilíbrio pelos métodos estático e dinâmico nas temperaturas de 25, 35 e 50 °C. Aos dados de secagem e das isotermas de equilíbrio, foram aplicados modelos empíricos e semi-empíricos apresentados na literatura. Os resultados mostraram que o aumento da temperatura do ar exerce influência direta no período de taxa constante de secagem e que o modelo de Page foi o que melhor representou os dados de secagem em todas as temperaturas estudadas. Em relação às isotermas de equilíbrio, verificou-se que o aumento da temperatura causa uma elevação na umidade de equilíbrio do bagaço de laranja, devido à presença da casca de laranja. Para as isotermas de equilíbrio, determinadas pelo método estático, os modelos de Luikov (1992) e Halsey (1976) foram os que apresentaram os melhores valores dos testes estatísticos, enquanto que, para as isotermas determinadas pelo método dinâmico, o modelo de Sabbah (2001) apresentou um melhor ajuste. Os ensaios de adsorção foram realizados em batelada e em processo contínuo. Os resultados em batelada mostraram que o pH da solução igual a 2, partículas de tamanho 0,17 mm e temperatura de secagem de 42 °C favorecem a adsorção do corante no bagaço com área superficial de 2,76±0,02 m²/g. A temperatura da solução não exerceu influência significativa na adsorção do corante pelo bagaço de laranja. Os dados de equilíbrio na temperatura de 25 °C podem ser representados pela isoterma de Langmuir com qmáx = 44,81 mg/g. O adsorvente em estudo apresentou bons resultados quando submetido a dessorção, sendo que, em pH 10, obteve-se uma redução de corante no bagaço de 97%. No processo de adsorção contínua, as curvas de rupturas mostraram que não se consegue remoção satisfatória de corante alimentado com concentração de 70 ppm. As melhores condições obtidas foram para o corante alimentado na concentração de 20 ppm e altura do leito de 15 cm, sendo a vazão de 1,0 mL/min a que obteve a menor ZTM, com capacidade útil de 43,385 mg cor/g ads. O processo combinado de membrana e adsorção apresentou desempenho satisfatório na remoção do corante, pois, com uma alimentação na membrana de solução de corante a 70 ppm, foi obtido um permeado com concentração de 20 ppm, o qual, submetido a adsorção contínua em bagaço de laranja, forneceu um efluente livre de corante. Abstract: The textile effluent when released into bodies' receptors may cause serious environmental problems due to its high load of contaminants. The treatment of wastewater generated by industrial processes can be achieved by various techniques, among them, the processes of membrane separation and adsorption show great capacity of dye retention. This research aimed to study the removal of reactive blue 5G dye of a synthetic textile effluent using the processes of membrane separation and adsorption in the orange pulp. The assays of textile dye removal in the effluent had been carried through using polymers membranes synthesized with polysulfone and applied in ultrafiltration module. The influence parameters to the process development was evaluated, as transmembrane pressure, membrane composition, average diameter of pores, pH of solution, membrane degradation and the fouling index. The results had shown that the membranes of composition 16.4% of polisulfone and 3% of KCL had removed about 70% of the present dye in the solution fed with concentration of 70 ppm, presenting a fouling index of 9.30%. The operation pressure was of 1.0 bar, the apparent membrane average pores radius was of 0.0134 μm and the solution pH presented mainly influence in the percentage of removal of dye, being the membrane susceptible to pH changes. The orange pulp used in the adsorption assays was submitted to convective drying in temperatures that had varied in the range of 33 to 92±1 ºC, remaining the air speed constant in 1.3 m/s. The equilibrium isotherms were determined by static and dynamic methods at temperatures of 25, 35 and 50 °C. To the data of drying and the equilibrium isotherms empirical and semi-empirical models presented in literature had applied. The results had shown that the increase of the temperature of air exerts direct influence in the constant rate period of drying and that the Page model was that better represented the data of drying in all the studied temperatures. In relation to the equilibrium isotherms it was verified that the temperature increase cause a rise in the moisture equilibrium of the orange pulp, due to the presence of orange peel. For the equilibrium isotherms, determined by static method, the models of Luikov (1992) and Halsey (1976) presented the best values of the statistical tests, while for the isotherms determined by the dynamic method, the model of Sabbah (2001) presented better adjustment. The adsorptions assays had been carried through in batch and continuous process. The results in batch had shown that, solution pH equal to 2, particles size of 0.17 mm and drying temperature of 42°C favors the adsorption of the dye in the pulp with superficial area of 2.76±0.02 m²/g. The solution temperature did not exert significant influence on the adsorption of the dye in orange pulp. The equilibrium data in temperature of 25 °C can be represented by the Langmuir isotherm with qmax=44.807 mg dying/g adsorbent. The adsorbent in study presented good results when submitted to desorption, and in pH 10 a 97% dye reduction in the pulp was obtained. In the process of continuous adsorption, the ruptures curves had shown that satisfactory removal of dye feed with concentration of 70 ppm is not obtained. The best conditions had been obtained to dye feed with concentration of 20 ppm and bed height of 15 cm, where the flow rate of 1.0 mL/min was the one that obtain a minor ZTM, with a useful capacity at 43.385 mg dying/g adsorbent. The combined process of membrane and adsorption presented satisfactory performance in dye removal, therefore with a feeding in the membrane of a dye solution with 70 ppm, gets a permeated with a concentration of 20 ppm, which submitted to continuous adsorption in orange pulp supplied an effluent free of dye.

Idioma: Português Data de Publicação: 2009 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Nehemias Curvelo Pereira ; Prof.ª Dr.ª Sueli Teresa Davantel de Barros Co-Orientador: Prof. Dr. Aparecido Nivaldo Módenes Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Engenharia Química Nível: Tese (doutorado)/ UEM: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Responsavel: beth
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Microsoft Word - Tese 18-05-09.pdf
Tamanho: 2789 Kb (2855684 bytes)
Criado: 21-07-2010 11:13
Atualizado: 21-07-2010 11:27
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