Dissertação
Potencialidade de remoção de Cr(VI) de soluções aquosas por biossorção usando resíduos da agroindústria
Registro en:
PEIXOTO, Polena do Nascimento. Potencialidade de remoção de Cr(VI) de soluções aquosas por biossorção usando resíduos da agroindústria. 2015. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2015.
Autor
Peixoto, Polena do Nascimento
Institución
Resumen
In this study, Cr(VI) removal from agricultural residues via biosorption was investigated. In
order to obtain biosorbents, sugarcane bagasse (Saccharum L.), cassava peel (Manihot
esculenta) and dried coconut mesocarp (Cocos nucifera L.) were used. Biosorbent efficiencies
were compared in natura and in heat treatment conditions. Subsequently, biosorbents were
crushed and sorted by grain size. Cr(VI) determination was made by UV-visible
spectrophotometer through complexation with 1,5-diphenylcarbazide, and absorbance was
measured at 540 nm wavelength. Experiments were performed at 25 ± 1 °C, pH 2, with
biosorbent mass of 0.1g and Cr(VI) concentration ranging from 1 to 8 mg L-1
. The effect of
pH in the initial Cr(VI) solution, biosorbent mass, Cr(VI) initial concentration and
equilibrium time were assessed. In the kinetic study, in natura dried coconut mesocarp and
sugarcane bagasse had equilibrium time of 25 minutes, while other biosorbents had
equilibrium time of over 100 minutes. The pseudo first-order model was the one that better
represented in natura cassava peel, and the other biosorbents were better represented by the
pseudo second-order model. In the equilibrium data, the Langmuir model was the best fit for
in natura and heat-treated cassava peel experimental data. Freundlich model was more
suitable to describe dried coconut mesocarp and sugarcane bagasse Cr(VI) biosorption, both
in natura and in heat-treated conditions. Maximum biosorption capacity (Qmax) for sugarcane
bagasse in heat treatment was of 0.1229 mmol g-1 , while cassava peel Qmax was of 0.1407 and
0.1315 mmol g-1
in natura and heat-treated, respectively. Thus, through the results, the
studied biosorbents proved to have great potential for the treatment of wastewater containing
Cr(VI). Biosorbents were characterized by organic matter and ash levels determination. The
pH was also determined in the point of zero charge, and infrared region absorption (FTIR), Xray fluorescence (XRF) and scanning electron microscopy (SEM) were analyzed. XRF
revealed chromium absence in the biosorbents composition before biosorption, and chromium
appearance after biosorption, which confirmed the of biosorption occurrence on the surface of
the biosorbents under study. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Neste trabalho foi investigada a remoção de Cr(VI) usando resíduos agroindustriais via
processo de biossorção. Na obtenção dos biossorventes, foram utilizados o bagaço de canade-açúcar (Saccharum L.), a casca de macaxeira (Manihot esculenta) e o mesocarpo do coco
seco (Cocos nucifera L.). A eficiência, de todos esses biosorventes, foi comparada nas
condições: in natura e com tratamento térmico, sendo posteriormente triturados e
classificados por granulometria. A determinação de Cr(VI) foi feita por espectrofotometria
UV-visível através da complexação com 1,5-difenilcarbazida, medindo a absorbância no
comprimento de onda de 540 nm. Os experimentos foram realizados a 25 ± 1°C, pH 2, a
massa do biossorvente 0,1g e variando a concentração do Cr(VI) entre 1 a 8 mg L-1
. Foram
estudados os parâmetros do efeito do pH da solução inicial de Cr(VI), massa do biossorvente,
concentração inicial de Cr(VI) e tempo de equilíbrio. No estudo cinético, o tempo de
equilíbrio foi de 25 minutos para o mesocarpo do coco seco e bagaço de cana de açúcar in
natura e para os demais biossorvente foi após 100 minutos. O modelo de pseudo primeiraordem foi o que melhor representou a casca de macaxeira in natura e os demais biossorventes
foram melhor representados pelo modelo de pseudo segunda-ordem. Nos dados de equilíbrio,
o modelo de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais dos biossorventes
do bagaço de cana-de-açúcar com tratamento térmico e da casca de macaxeira in natura e
com tratamento térmico. O modelo de Freundlich foi mais adequado para descrever o
processo de biossorção do Cr(VI) pelo bagaço de cana-de-açúcar in natura e pelo mesocarpo
do coco seco in natura e com tratamento térmico. A capacidade máxima (Qmáx) de biossorção
para o bagaço de cana-de-açúcar com tratamento térmico foi de 0,1229 mmol g-1
e para a
casca de macaxeira in natura e com tratamento térmico foi de 0,1407 e 0,1315 mmol g-1
,
respectivamente. Assim, pelos resultados obtidos pode-se afirmar que os biossorventes
estudados possuem grande potencial para o tratamento de efluentes contendo Cr(VI). Os
biossorventes foram caracterizados através da determinação dos teores de matéria orgânica e
cinzas. Determinou-se também o pH dos biossorventes no ponto de carga zero e foram
realizadas as análises de espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR),
fluorescência de raios-X (FRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Na FRX
evidenciou a ausência de cromo na composição dos biossorventes antes da biossorção e o
aparecimento de cromo depois da biossorção, o que comprova o fenômeno da biossorção nas
superfícies dos biossorventes em estudo. São Cristóvão