Remoção de ferro em água por adsorção em batelada e leito fixo utilizando alga marinha Lithothamnium calcareum em diferentes tratamentos
O desenvolvimento de atividades econômicas, associado a grandes rendimentos, minimizando os impactos ambientais, têm sido desafiador, principalmente quando relacionados a preservação dos recursos hídricos.Diante disso, objetivou-se avaliar os processos de adsorção de Ferro bem como a obtenção de par...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | Brasil |
| Recursos: | Universidade Federal de Lavras (UFLA) |
| Repositorio: | Repositório Institucional da UFLA |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.ufla.br:1/31520 |
| Acesso em linha: | https://repositorio.ufla.br/handle/1/31520 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Cinética Química e Catálise Bioclásticos Isoterma de sorção Cinética de sorção Fator de retardamento Dispersão hidrodinâmica Granulados bioclásticos Isoterma de adsorção Cinética de adsorção Bioclast Sorption isotherm Sorption kinetics Delay factor Hydrodynamic dispersion Bioclastic granulates Adsorption isotherm Adsorption kinetics Bioclastics |
| Resumo: | O desenvolvimento de atividades econômicas, associado a grandes rendimentos, minimizando os impactos ambientais, têm sido desafiador, principalmente quando relacionados a preservação dos recursos hídricos.Diante disso, objetivou-se avaliar os processos de adsorção de Ferro bem como a obtenção de parâmetros de transporte deste íon em colunas preenchidas com alga Lithothamniumcalcareum submetida a diferentes tratamentos. Utilizou-se neste trabalho a alganatural (sem tratamento) e submetida aos tratamentos térmico, químico e termoquímico. Após isso, foram realizadas as seguintes caracterizações: microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, área superficial específica e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. No ensaio de cinética, as concentrações de Fe2+ na solução sobrenadante foram determinadas para os tempos de 2, 5, 10, 20, 60, 120 e 180 minutos de agitação em uma mesa agitadora com rotação de 60 rpm. Para tal, foram adicionados 0,2 g de alga em Erlemeyers contendo 15 mL de solução de sulfato de Ferro na concentração de Fe2+ de 5,0 mg L-1. Com os resultados dos ensaios de cinética, foram ajustados os parâmetros dos modelos de elovich, pseudoprimeira ordem, pseudosegunda ordem, Weber e Morris e sigmoidal. Nos ensaios de isotermas foram empregadas as soluções de Fe2+ nas concentrações de 5, 10, 20, 50, 100, 250 e 500 mg L-1. Os resultados foram ajustados com os modelos das isotermas de sorção Linear, Freundlich, Langmuir, Sips, Redlich-Peterson, Temkin e Lorentz. No ensaio de deslocamento miscível da solução de Fe2+ foi empregada uma coluna de acrílico preenchida com a alga tratada termoquimicamente, montada em um permeâmetro de carga constante, com dois frascos de Mariotte, sendo um contendo água deionizada e o outro com a solução deslocadora de sulfato de Ferro na concentração de 500 mg L-1. A coluna foi alimentada em fluxo ascendente. Neste ensaio foram avaliadas cinco cargas hidráulicas (2, 4, 6, 8 e 10 cm) e dois modelos de ajustes (Modelo A0 e A1). Os ajustes dos parâmetros de transporte foram obtidos através da planilha eletrônica no Excel® e pelos aplicativos Stanmod e Disp onde estes foram comparados em relação aos valores obtidos pelos do Stanmod. Para tal, foram calculados os erros relativos médios entre as concentrações relativas obtidas pela planilha desenvolvida e pelo Disp e Stanmod. Os tratamentos promoveram aumento da área superficial da alga marinha sem comprometer sua composição química e estrutura cristalina. Os tratamentos químico e termoquímico aumentaram a velocidade de adsorção de Fe2+ obtendo os melhores ajustes para os modelos sigmoidal, pseudoprimeira ordem e difusão intraparticula. Os modelos de Lorentz e Sips foram os que melhor descreveram o processo de sorção de Fe2+pela alga marinha, sendo que a alga submetida ao tratamento termoquímico obteve melhor remoção de Fe2+. Os modelos A0 e A1 descreveram bem os resultados experimentais indicando a predominância de fluxo dispersivo. Os valores das curvas de eluição ajustadas pela planilha desenvolvida proporcionaram menores erros relativos médios quando comparados com o emprego do aplicativo Disp. Os valores de R indicaram elevada interação entre a alga marinha e o Fe2+ independentemente da carga hidráulica aplicada. A alga marinha obteve eficiência satisfatória no tocante a remoção de elevadas concentrações de Ferro em água. |
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