Avaliação da remoção de alumínio de um efluente sintético através do processo de adsorção com adsorvente produzido a partir de folhas de persea americana mill.

Abstract

A contaminação de águas e solos se deve a problemas ambientais causados por diversas atividades antrópicas como atividades industriais e agropecuárias. A preocupação com esses recursos naturais vêm aumentando com o passar das décadas e pesquisadores de todo o mundo buscam desenvolver estudos que visam avaliar e diminuir os impactos gerados por essas atividades ao meio ambiente. Atividades industriais, como galvanoplastia e indústria de fertilizantes, introduzem alumínio no meio ambiente através de seus efluentes. Doenças do foro neurológico como a neurodegeneração, doença de Alzheimer e alterações neurocomportamentais em seres humanos estão sendo associadas à presença de teores de alumínio na água de consumo humano. Desta forma, estudos buscam métodos de tratamento para remoção da concentração de alumínio em efluentes industriais antes de serem lançados nos corpos receptores. A adsorção é um dos processos mais eficazes para tratamento avançado de águas residuárias, além de apresentar alta eficiência de remoção, destaca-se como principais vantagens a simplicidade operacional e a flexibilidade de utilização de adsorventes, proporcionando otimização e redução de custos. Neste estudo avaliou-se a remoção da concentração de alumínio de um efluente industrial sintético pelo processo de adsorção usando carvão ativado produzido a partir de folhas de Persea americana Mill. Este processo foi utilizado devido à facilidade de aplicação e baixo custo em relação aos outros métodos utilizados para o mesmo fim. Para tal, foram realizados ensaios otimizando o processo de adsorção a fim de se investigar os efeitos da velocidade de agitação, pH da solução e concentração inicial do alumínio com relação à remoção da concentração de alumínio no efluente industrial sintético. O resultado da otimização do processo de adsorção revelaram o potencial de aplicação desta tecnologia neste tipo de tratamento, com valores de velocidade de agitação de 145 rpm, pH da solução de 6,5 e concentração inicial de alumínio de 3,5 mg.L-1, proporcionaram remoção da concentração de alumínio na ordem de 100%. O estudo cinético foi realizado com as condições otimizadas obtidas com o planejamento experimental e posterior adequação dos dados experimentais aos modelos cinéticos. O modelo cinético que melhor se adequou aos dados experimentais foi o modelo de Pseudo-segunda Ordem, que apresentou coeficiente de correlação igual a 0,971, o processo ocorre por quimissorção. Em termos cinéticos, atingiu-se o equilíbrio de adsorção com 90 minutos de ensaio com remoção da concentração de alumínio superior a 97% (0,003 mg.L-1 Al.). Destaca-se que todos os valores encontrados da concentração de alumínio do efluente tratado atenderam aos parâmetros estabelecidos nas resoluções e leis vigentes no país.

The contamination of water and soils is due to environmental problems caused by various human activities such as industrial and agricultural activities. The concern with these natural resources has been increasing over the decades and researchers from all over the world seek to develop studies that aim to evaluate and reduce the impacts generated by these activities on the environment. Industrial activities, such as electroplating and the fertilizer industry, introduce aluminum into the environment through its effluents. Neurological diseases such as neurodegeneration, Alzheimer's disease and neurobehavioral changes in humans are being associated with the presence of aluminum levels in human drinking water. Thus, studies seek treatment methods for removing aluminum in industrial effluents before being released into the receiving bodies. Adsorption is one of the most effective processes for advanced wastewater treatment, in addition to having high removal efficiency, the main advantages are the operational simplicity and the flexibility of using adsorbents, providing optimization and cost reduction. In this study, the removal of the aluminum concentration from a synthetic industrial effluent by the adsorption process was evaluated using activated carbon produced from Persea americana Mill leaves. This process was used due to the ease of application and the low cost in relation to the other methods used for the same purpose. Tests were carried out optimizing the adsorption process in order to investigate the effects of stirring speed, pH of the solution and initial concentration of aluminum in relation to the removal of the aluminum concentration in the synthetic industrial effluent. The result of the optimization of the adsorption process revealed the potential of applying this technology in this type of treatment, where stirring speed values of 145 rpm, pH of the solution of 6,5 and initial concentration of aluminum of 3,5 mg.L- 1, provided removal of the aluminum concentration in the order of 100%. The kinetic study was performed with the optimized conditions obtained with the experimental planning and subsequent adaptation of the experimental data to the kinetic model. The kinetic model that best suited the experimental data was the Pseudo-Second Order model, which presented a correlation coefficient equal to 0,971 pointing out that the limiting step in the adsorptive process is the chemical or chemisorption part. In kinetic terms, the adsorption equilibrium was reached with 90 minutes of testing with removal of the aluminum concentration greater than 97% (0.003 mg.L-1 Al.). It is noteworthy that all the values found for the aluminum concentration of the treated effluent met the parameters established in the resolutions and laws in force in the country.