Resumo: Metais pesados, como níquel e cobre, quando lançados nos recursos hídricos são fontes potencialmente poluidoras ao ambiente. Geralmente os métodos utilizados para tratamento de efluentes contendo metais, quando não muito dispendiosos, não atingem os padrões de lançamento determinados pela legislação ambiental. A busca por métodos alternativos têm demonstrado que a biossorção, processo na qual se utiliza a biomassa ou derivados na retenção de metais, apresenta elevada capacidade de retenção de metais aliada ao baixo custo. A fim de utilizar este processo em escala industrial têm sido propostos técnicas de imobilização devido a dificuldade de trabalhar com biomassa in natura e particulados livremente suspensos em sistema contínuo, como colunas de leito fixo. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da imobilização da alga marinha Sargassum sp. em esferas de alginato utilizando o método de gotejamento na biossorção de níquel e cobre. Os experimentos em batelada, estudos cinético e de equilíbrio, foram realizados para Sargassum sp. livre e imobilizada e para alginato de cálcio (sem biomasa) utilizando soluções monocomponentes de níquel e de cobre. Os modelos cinéticos de pseudo- primeira ordem e pseudo-segunda ordem, e às isotermas de Langmuir e Freundlich foram utilizados na modelagem dos resultados experimentais. Os resultados demonstraram que a imobilização não influenciou significativamente o comportamento cinético, enquanto a capacidade de biossorção aumentou para a Sargassum sp. imobilizada, destacando o potencial de biossorção do alginato de cálcio. Os dados de equilíbrio da Sargassum sp. imobilizada foram representados pela isoterma de Langmuir apresentando 𝑞𝑚á𝑥 e 𝑏,, iguais a 61,89 mgNi g-1 e 0,019 L g-1 para o níquel e 113,22 mgCu g-1 e 0,077 L g-1 para o cobre. Enquanto que para Sargassum sp. livre foram de 53,57 mgNi g-1 e 0,028 L g-1 e 94,35 mgCu g-1 e 0,068 L g-1, respectivamente. Foram também realizados experimentos dinâmicos em coluna de leito fixo, onde a biomassa imobilizada obteve maior capacidade de biossorção e não foi afetada pela baixa porosidade.
Abstract: Heavy metals such as nickel e copper, when released on water resources are potencial sources of pollution of the environment. Usually, the methods used for waste treatment contains metals, when not expensive, doesn't reach the discharge standards determined by environmental legislation. The search for alternative methods has showed that biosorption presents high metal holding capacity combined with low cost. To use this process in industrial scale mechanisms have been proposed, including immobilization, because of the difficulty working with biomass in narute and free-living particles in continuous system, as fixed-bed column. Thus, the aim of this study was evaluate the effect of immobilization of Sargassum sp. seaweed in alginate beads using drip method in biosorption of nickel and copper. Experiments in batch systems, kinetic and equilibrium studies, were performed for free and immobilized Sargassum sp. and calcium alginate using single-component solutions of nickel and copper. Where were adjusted for kinetic models, pseudo first-order and second-order, and equilibrium modeling, Langmuir and Freundlich isotherms. The results showed that immobilization didn't influence significantly the kinetics of biosorption, while the biosorption capacity increased with immobilized Sargassum sp., emphasizing the potential biosorption of calcium alginate. Equilibrium data of immobilized Sargassum sp. can be represented by the Langmuir isotherm with 𝑞𝑚á𝑥 and 𝑏,, equal to 61,89 mgNi g-1 and 0,019 L g-1 for nickel and 113,22 mgCu g-1 and 0,077 L g-1 for copper. While for free Sargassum sp. were of 53,57 mgNi g-1 and 0,028 L g-1 and 94,35 mgCu g-1 and 0,068 L g-1, respectively. Dynamic studies were also performed in fixed-bed column, in which immobilized biomass obtained higher uptake and wasn't affected by low porosity.. |