Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34666| Título: | Lodo industrial têxtil como adsorvente alternativo na adsorção e dessorção de azul de indigotina e vermelho ponceau em solução aquosa mono e multicomponente |
| Título(s) alternativo(s): | Textile sludge as an alternative adsorbent for adsorption and desorption of indigotine blue and ponceau red in mono and multicomponent aqueous solution |
| Autor(es): | Pereira, Izadora Consalter |
| Orientador(es): | Carvalho, Karina Querne de |
| Palavras-chave: | Águas residuais - Purificação - Processo de lodo ativado Poluentes Corantes Cinética química Adsorção Resíduos industriais Ácido acético Dessorção térmica Sewage - Purification - Activated sludge process Pollutants Colorings matter Chemical kinetics Adsorption Factory and trade waste Acetic acid Thermal desorption |
| Data do documento: | 22-Mai-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | PEREIRA, Izadora Consalter. Lodo industrial têxtil como adsorvente alternativo na adsorção e dessorção de azul de indigotina e vermelho ponceau em solução aquosa mono e multicomponente. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
| Resumo: | A presença de corantes em águas e efluentes tem gerado preocupação no que diz respeito à ineficiência dos tratamentos convencionais e aos riscos associados ao descarte inadequado destes poluentes. A adsorção e dessorção dos corantes Azul de Indigotina (AI) e Vermelho Ponceau (VP) em solução aquosa e na mistura de corantes foram avaliadas, utilizando lodo de indústria têxtil como adsorvente alternativo ao uso de carvões ativados de elevado custo. O lodo in natura (LTI), após tratamento térmico (LTP) e com tratamento químico (LTF) foram caracterizados por ensaios texturais e físico-químicos. Ensaios cinéticos, isotérmicos e termodinâmicos foram conduzidos com as condições ótimas obtidas no planejamento estatístico com delineamento composto central rotacional (DCCR), variando pH, massa de adsorvente e velocidade de agitação para adsorção e dessorção em batelada. Em coluna de leito fixo, a adsorção foi estudada com variação da vazão afluente, concentração dos corantes em mistura e massa dos adsorventes conforme o DCCR. As ativações térmica e química aumentaram a área superficial dos adsorventes, elevando a capacidade de adsorção. As eficiências de remoção nas condições ótimas no LTI, LTP e LTF resultaram em 31,51%, 98,84% e 96,63% para AI e 33,98%, 99,94% e 97,82% para VP, respectivamente. O modelo de PSO (pseudo segunda-ordem) representou melhor a adsorção para LTI com AI (0,773 mg g-1; pH 3,6) e com VP (0,997 mg g-1; pH 3,6). O modelo PSO representou melhor a adsorção para AI (2,93 mg g-1; pH 2,0) e VP (3,10 mg g-1; pH 3,6) com LTP, respectivamente, e para LTF com AI (2,95 mg g-1; pH 2,0). O modelo de PPO (pseudo primeira-ordem) melhor ajustou os dados do VP (3,23 mg g-1; pH 2,0) com LTF. Nas isotermas de adsorção, o modelo de Langmuir se destacou para LTI com AI e VP. O modelo de Freundlich melhor representou a adsorção para LTP e LTF com ambos os corantes. Quanto à cinética da dessorção, foram obtidas capacidades de dessorção para LTI com AI e VP de 03679 e 0,4394 mg g-1, respectivamente, para LTP de 1,6069 mg g-1 com AI e parra LTP de 1,8013 mg g-1 com VP. Para LTF, as capacidades de dessorção foram de 2,0422 e 2,1884 mg g-1 para os corantes AI e VP, respectivamente, com melhores ajustes ao modelo de PSO. Os ensaios de isoterma de dessorção revelaram melhores ajustes ao modelo de Sips para os três adsorventes com AI e VP. A adsorção e a dessorção (no LTI, LTP e LTF) apresentaram reações espontâneas de natureza endotérmica (adsorção) e exotérmica (dessorção), ambas termodinamicamente favoráveis. Nos ensaios com a coluna de leito fixo foram obtidas as condições ótimas da vazão afluente e massa do adsorvente para LTP (0,7075 g e 3,35 mL min-1) e LTF (0,2927 g e 6,20 mL min-1), respectivamente. Desta maneira, conclui-se que os adsorventes alternativos LTP e LTF foram satisfatórios na capacidade de adsorção e dessorção dos corantes estudados. |
| Abstract: | The presence of dyes in water and effluents has raised concern regarding the inefficiency of conventional treatments and the risks associated with the inappropriate disposal of these pollutants. Adsorption and desorption of dyes Indigotin blue (AI) and Ponceau red (VP) in aqueous solution and in mixture were evaluated using textile sludge as an alternative adsorbant to high-cost commercial activated carbons. Sludge in natura (LTI), after thermal teatment (LTP) and chemical treatment (LTF) were characterized by textual and physico-chemical analyses. Kinetic, isotherm and thermodynamic assays were conducted under the optimal conditions obtained in the statistical planning with central composite rotational design (CCRD), varying pH, mass of adsorbent, and stirring speedfor adsorption and desorption in batch assays. In fixedbed column, adsoption was studied under variation of influent flowrate, concentration of dyes in mixture, and mass of adsorbent accoding to CCRD method. Thermal and chemical activation increased the surface area of the adsorbents, increasing the adsorption capacity. The removal efficiencies under optimal conditions in LTI, LTP and LTF resulted in 31.51%, 98.84% and 96.63% for AI and 33.98%, 99.94% and 97.82% for VP, respectively. The PSO model best represented the adsorption for LTI with AI (0.773 mg g-1; pH 3.6) and with VP (0.997 mg g-1; pH 3.6). The PSO model better represented the adsorption for AI (2.93 mg g-1; pH 2.0) and VP (3.10 mg g-1; pH 3.6) with LTP, respectively, and for LTF with AI (2.95 mg g-1; pH 2.0). The PPO model best adjusted the VP data (3.23 mg g-1; pH 2.0) with LTF. In the adsorption isotherms, the Langmuir model stood out for LTI with AI and VP. The Freundlich model best represented the adsorption for LTP and LTF with both dyes. Regarding desorption kinetics, desorption capacities were obtained for LTI with AI and VP of 03679 and 0.4394 mg g-1, respectively, for LTP of 1.6069 mg g-1 with AI and for LTP of 1.8013 mg g-1 with VP. For LTF, the desorption capacities were 2.0422 and 2.1884 mg g-1 for the AI and VP dyes, respectively, with better fits to the PSO model. The desorption isotherm tests revealed better fits to the Sips model for the three adsorbents with AI and VP. Adsorption and desorption (in LTI, LTP and LTF) presented spontaneous reactions of an endothermic (adsorption) and exothermic (desorption) nature, both thermodynamically favorable. In tests with the fixed bed column, the optimal conditions for influent flow and adsorbent mass were obtained for LTP (0.7075 g and 3.35 mL min-1) and LTF (0.2927 g and 6.20 mL min-1), respectively. In this way, it is concluded that the alternative adsorbents LTP and LTF were satisfactory in the adsorption and desorption capacity of the dyes studied. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34666 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| corantesleitofixoisotermas.pdf | 10,08 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
