Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27813| Título: | Uso de terra diatomácea residual da indústria cervejeira em tecnologias avançadas de remoção de corantes e tratamento de efluente têxtil |
| Título(s) alternativo(s): | Use of residual diatomaceous earth from the brewing industry in advaced Technologies for the dye removal and treatment of textile wastewater |
| Autor(es): | Semiao, Matheus Araujo |
| Orientador(es): | Maciel, Giselle Maria |
| Palavras-chave: | Águas residuais - Purificação Enzimas imobilizadas Adsorção Corantes Cerveja - Indústria Tecnologia química Sewage - Purification Immobilized enzymes Adsorption Colorings matter Beer industry Chemistry, Technical |
| Data do documento: | 3-Set-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SEMIAO, Matheus Araujo. Uso de terra diatomácea residual da indústria cervejeira em tecnologias avançadas de remoção de corantes e tratamento de efluente têxtil. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
| Resumo: | Tecnologias avançadas para remoção de contaminantes têm atraído interesse depesquisadores para tratamento de água e efluentes, principalmente as que utilizammateriais de baixo custo, como resíduos agroindustriais. Em estudos prévios, a terra diatomácea residual (TDR) da indústria cervejeira apresentou potencial para a biossorção de corantes têxteis, indicando que esse material pode ser aplicado em tecnologias avançadas para tratamento de efluentes têxteis. Neste estudo, a TDR foi: (i) utilizada para biossorção dos corantes têxteis Azul Ácido 277 (AB277) Vermelho Ácido 361 (AR361) em soluções simples e binárias e sob a interferência de sais e metais; (ii) modificada quimicamente por tratamento ácido (TDRA) e por silanização com APTES (TDRS) para biossorção do corante têxtil Preto Ácido 172 (AB172) em condições de pH ideiais e no valor de pH de efluentes têxteis reais (5,0); e (iii) utilizada como biossorvente e como suporte para imobilização de lacases (TDRLA) para tratamento de efluente têxtil. A capacidade de biossorção da TDR em soluções binárias foi de 4,26 e 8,35 mg g1 para AB277 e AR361 respectivamente, resultando em uma soma de 12,61 mg g1 de corante biossorvido, superior em comparação a soluções simples (8,29 mg g1 para AR361 e 6,86 mg g1 para AB277). A presença de sais e metais interferiu negativamente na biossorção em soluções simples, mas os sais interferiram positivamente em soluções binárias. A TDRS apresentou uma capacidade de biossorção maior que a TDRA e TDR em pH do efluente têxtil. Todos os testes de biossorção foram representados pelas isotermas de Lagmuir e Sips e pelo modelo cinético de pseudosegunda ordem. Estudos termodinâmicos demonstraram que a biossorção dos corantes pela TDR com e sem modificação química é espontânea e sofre interferência da temperatura. A imobilização de lacases em TDRLA foi otimizada pelo planejamento fatorial de três níveis e conseguiu preservar 79,0% da atividade enzimática nas melhores condições estudadas (200 U L1 de lacase e 1,5% de glutaraldeído). A imobilização enzimática aumentou a estabilidade das enzimas ao pH e à temperatura em função do tempo, além de preservar com maior eficiência a atividade em armazenamento por congelamento. ATDRLA conseguiu remover 66,2% da DQO do efluente têxtil e a TDRS conseguiu remover 55,0%, e houve redução de 24,0% e 27,9% na cor do efluente por TDRLA e TDRS respectivamente em análise espectrofotométrica. O tratamento do efluente com TDRLA e TDRS apresentou redução de ecotoxicidade em ensaio com Artemia salina. A análise no infravermelho por MIRATR possibilitou o estabelecimento dos grupos funcionais responsáveis pela biossorção dos corantes têxteis e indicou a presença dos corantes e do efluente têxtil e de subprodutos de degradação enzimática no material. |
| Abstract: | Advanced Technologies designed for the removal of environmental pollutants have attracted the interest of researchers for application in water and wastewater treatments, mostly those using lowcost materials, such as agroindustrial wastes. Previous studies showed that residual diatomaceous earth (RDE) from brewing industry showed a potential for biosorption of textile dyes, indicating that this material can be applied in advanced technologies for wastewater treatment. In this study, RDE was: (i) used for the biosorption of the textile dyes Acid Blue 277 (AB277) and Acid Red361 (AR361) in single and binary solutions and under the interference of salts and metals. (ii) chemically modified by acid treatment (RDEA) and silanized with APTES (RDES) for the Biosorption of the textile dye Acid Black 172 (AB172) in ideal conditions of pH an at the real effluent pH value (5.0). and (iii) used as a biosorbent and a support for the immobilization of laccases RDELA) for the treatment of industrial wastewater. Biosorption capacity of RDE in binary solutions was of 4.26 and 8.35 mg g1 respectively for AB277 and AR361, with a sum of 12.61 mg g1 of dyes biosorbed, higher than the capacity in single solutions (8.29 mg g1 for AR361 and 6.86 mg g1 for AB277). The presence of salts and metals interfered negatively on biosorption in single solutions, but salts interfered positively in binary solutions. RDES showed a higher biosorption capacity than RDE and RDEA in the pH of textile effluent. All biosorption tests were well represented by Langmuir and Sips isotherm models and by pseudosecond order kinetic model. Thermodynamic studies showed that biosorption of the dyes by RDE with or without chemical modifications is spontaneous and influenced by temperature. The immobilization of laccases in RDELA was optimized by factorial planning with three levels and successfully preserved 79.0% of enzyme activity at the best studied conditions (200 U L1 and 1.5% of glutaraldehyde). Enzyme immobilization increased the stability of the enzymes at pH and temperature through time and preserved better enzyme activity after storage by freezing. RDELA could remove 66.2% of COD from the textile effluent and RDES could remove 55.0%, and there was a reduction of 24.0% and 27.9% in the effluent color for RDELA and RDES respectively when analyzed by UVVis. Wastewater treatment with RDELA and RDES reduced ecotoxicity in a test with Artemia salina. Infrared analysis by MIRATR contributed for elucidating thefunctional groups responsible for biosorption of textile dyes and indicated the presence of dyes and textile effluent components on the material surface. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27813 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| terradiatomaceaefluentetextil.pdf | 1,98 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
