MOTIVAÇÃO
description
Transcript of MOTIVAÇÃO
A valorização de algas marinhas no tratamento de efluentes contaminados com metais pesados permitirá à indústria petroquímica dispor de uma tecnologia eficiente e
amiga do ambiente capaz de obter um efluente final de acordo com os limites de descarga, permitindo uma gestão sustentável dos recursos hídricos.
MOTIVAÇÃO
OBJETIVO
APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO
RESULTADOS OBTIDOS
Aluna: Fabíola Vignola Hackbarth
Orientadora: Selene Maria de Arruda Guelli Ulson de Souza,
Coorientadores: Antônio Augusto Ulson de Souza e Vítor Jorge Pais VilarPRH nº: 09
Valorização da macro-alga marinha Pelvetia canaliculata na remoção de íons chumbo e cádmio em soluções aquosas, como um processo alternativo de remoção de metais pesados
presente em efluentes petroquímicos.
Tecnologias de menor impacto
ambiental ADSORÇÃO
A biossorção é um exemplo específico de adsorção,
que vem se destacando nos últimos anos
Utilização de biomassas que são abundantes
Algas ou resíduos de outras
operações industriais
• Setor preponderante na economia brasileira
• Grande consumidora de água e energia
Efluente tóxico
↓
Metais
Algas Marinhas
VALORIZAÇÃO DA MACRO-ALGA MARINHA PELVETIA CANALICULATA NA REMOÇÃO DE CHUMBO E CÁDMIO EM SOLUÇÕES AQUOSAS
Biomassa macroscópica
Potencial em adsorver íons metálicos
Biomassa natural renovável
Abundância nas praias
Problemas para o turismo O uso em pesquisas pode ser
benéfico para as economias locais
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
0 100 200 300 400
Con
cent
raçã
o de
met
al (m
Eq/
L)
Tempo (min)
: Cd; : Soma dos metais leves liberados
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
0 100 200 300 400
Con
cent
raçã
o de
met
al (m
Eq/
L)
Tempo (min)
: Pb; : soma dos metais leves liberados
Cinéticas de biossorção em batelada com alga bruta
Figura 1. Resultados experimentais para troca iônica de íons Cd2+, Pb2+ e metais leves.
Quantidade de Cd2+ e Pb2+
Proporcional a soma dos metais (Na, K, Ca, Mg)
Na+ liberado em maior
quantidade
Mecanismo envolvido seria
troca iônica
Amostra Elemento
Alga Bruta
0,28 mmol Ca/g
0,36 mmol Mg/g
0,65 mmol Na/g
0,54 mmol K/g
Alga-Na 2,45 mmol Na/g
Tabela 1. Digestão da alga Pelvetia canaliculata.
Figura 3. Biossorção de íons Cd2+ (a) e Pb2+ (b) pela alga Pelvetia canaliculata saturada com Na+ para diferentes valores de pH.
0
20
40
60
80
100
120
0 100 200 300 400
q (m
g C
d2+/ g
)
Tempo (min)
pH 4,5pH 3pH 2
0
50
100
150
200
250
0 100 200 300 400 500 600
q (m
g Pb
2+/ g
)
Tempo (min)
pH 4pH 3pH 2
(a) (b)
Cinéticas de biossorção em batelada com alga tratada com NaCl
• Importante avaliar o pH
• Pode afetar a capacidade de
biossorção
• Alga-Na estabilidade do pH
(a) (b)
Figura 4. Resultados experimentais para troca iônica de íons Cd2+ (a) e Pb2+ (b) com sódio durante a cinética.
Troca iônica
↓
Proporção estequiométrica 2:1
entre íons sódio e Cd2+ ou Pb2+
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
q Cd(m
mol/g)
CCd (mmol/L)
pH 4,5
pH 3
pH 2
(a)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 0,5 1 1,5
q Pb(m
mol/g)
CPb (mmol/L)
pH 4
pH 3
pH 2
(b)
Estudo do equilíbrio de biossorção
Figura 5. Dados experimentais do equilíbrio de biossorção para íons Cd2 + (a) e Pb2 + (b).
pH ↑ ↑ número de sítios desprotonados disponíveis
Capacidade de biossorção ↑
Cd2+ Pb2+
pH q (mg/g) q (mmol/g) q (mg/g) q (mmol/g)
4,0/4,5 140 1,25 259 1,25
3 102 0,91 240 1,16
2 41 0,37 149 0,72
Metal
Grupos Carboxílicos Grupos Sulfônicos
R2qT
(mEq/g)qT
(mEq/g)
Cd2+ 1,5 337 10 1 38 22 0,938
Pb2+ 1,5 941 10 1 1695 22 0,936
Tabela 3. Parâmetros do modelo de equilíbrio.
Tabela 2. Capacidade máxima de biossorção.
FTIR, titulação potenciométrica e esterificação
↓
Grupos carboxílicos e sulfônicos responsáveis pela ligação dos metais,
representando no total 2,5 mmol/g
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
Alga-Na Alga-Na - gruposcarboxilicosbloqueados
Alga-Na - grupossulfônicosbloqueados
q Cd
(mm
ol/g
)
pH 2
pH 4,5
(a)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
Alga-Na Alga-Na - gruposcarboxilicosbloqueados
Alga-Na - grupossulfônicosbloqueados
q Pb
(mm
ol/g
)
pH 2
pH 4
(b)
Figura 2. Biossorção de íons Cd2+ (a) e Pb2+ (b) em alga tratada com NaCl e alga bloqueada tanto os grupos
carboxílicos quanto os sulfônicos a pH 2 e 4.
PRH09-ANP/MCT & PFRH09