Processo de remoção de compostos BTEX e Fenol por adsorção multicomponente em argilas organicamente modificadas

A contaminação da água por compostos orgânicos tóxicos é uma dasmaiores preocupações ambientais e tem aumentado o interesse na busca de adsorventes eficientes para a remoção desses compostos. A adsorção utilizando argilas constitui uma das tecnologias de aplicação crescentes empregadas no tratamento secundário de efluentes contaminados por compostos orgânicos de origem na indústria de petróleo. Este trabalho investigou um processo de adsorção dos compostos orgânicos benzeno, tolueno, etilbenzeno, xilenos (BTEX) e do fenol presentes em soluções aquosas em baixas concentrações, até 20 mg/L, por meio de uma argila esmectítica (chocolate) de origem do estado da Paraíba, no nordeste do Brasil, visando colaborar com tecnologias de caráter sustentável, para a indústria de petróleo e petroquímica. A argila organofílica foi sintetizada a partir do sal quaternário (SQA) cloreto de hexadeciltrimetilamônio na concentração de 150% da capacidade de troca catiônica (CTC) da argila, a qual promoveu o aumento do espaçamento basal da estrutura cristalina do argilomineral de 14,73 Å para 22,08 Å. Procedeu-se à avaliação de sistemas de adsorção multicomponente, em regime descontínuo, considerando as abordagens cinéticas e de equilíbrios. Os teores dos componentes BTEX e fenol foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os resultados experimentais ajustaram-se bem ao modelo de equilíbrio combinado de Langmuir-Freundlich e revelaram capacidades máximas de adsorção entre 1,27mg/g (tolueno) a 8,28mg/g (fenol) e cinéticas de equilíbrio em torno de 30 minutos. Parâmetros relacionados à heterogeneidade superficial da argila indicaram a existência de sítios ativos específicos. As afinidades de adsorção de BTEX e de fenol pela argila organofílica no sistema multicomponente apresentaram-se na ordem decrescente: etilbenzeno > xilenos > tolueno > fenol > benzeno. Estas afinidades estiveram relacionadas ao tamanho das moléculas dos aromáticos. As eficiências de remoção obtidas variaram em torno de 55% e 90%.Water contamination by toxic organic compounds is a major environmental concern and has increased the interest in finding efficient adsorbents for the removal of these compounds. The adsorption using clay has become one of the technologiesincreasingly employed in secondary treatment of effluents contaminated by organic compounds in the oil industry. This study investigated the process of adsorption of organic compounds benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes (BTEX) and phenol existing in aqueous solutions at low concentrations, up to 20 mg/L, by means of a smectite clay (chocolate)'s home state of Paraiba in northeastern Brazil, aiming to collaborate with nature sustainable technologies for the petroleum and petrochemical industry. The organoclay was synthesized from the quaternary ammonium salt (SQA) hexadecyltrimethylammonium chloride at a concentration of 150% of the cation exchange capacity (CEC) of clay, which promoted the increase in basal spacing of 4.73 Å clay to 22.08 Å. The evaluation of the multicomponent adsorption systems was made through discontinuous system, considering the kinetic and equilibrium approaches. The concentration of BTEX and phenol components was quantified by high performance liquid chromatography (HPLC). The experimental results fit well to the combined equilibrium model of Langmuir-Freundlich and showed maximum adsorption capacities ranging from 1.27 mg/g (toluene) to 8.28 mg/g (phenol) and kinetic equilibrium in about 30 minutes. Parameters related to the heterogeneity of the clay surface indicated the existence of specific active sites. The adsorption affinity of BTEX and phenol in the organoclay in the multicomponent system is presented in descending order: ethylbenzene>xylenes>toluene>phenol>benzene. These affinities were related to the size of the aromatic molecules. The removal efficiencies obtained ranged around 55% and 90%