Avaliação de estratégias para a biodegradação e remoção de corantes têxteis

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017.O setor têxtil é de vital importância econômica para o país, entretanto os corantes sintéticos utilizados nos processos constituem uma importante classe de poluentes orgânicos, cuja descarga no meio ambiente implica em efeitos nocivos para a vida aquática e para a população em geral. Os processos de remoção de corantes de meios aquosos por biodegradação enzimática e também por adsorção são bastante atrativos. Assim, no presente trabalho investigou-se a degradação de corante reativo RB198 pela enzima Horseradish peroxidase (HRP) livre e imobilizada (in situ e imobilização covalente), e a remoção por adsorção em espuma de poliuretano modificada com quitosana. Constatou-se que a HRP, tanto em sua forma livre quanto imobilizada in situ, apresentou atividade na degradação das soluções de corante, todavia foi observada lixiviação da enzima do suporte após o primeiro ciclo de utilização. Então, avaliou-se a capacidade de remoção de cor pela enzima imobilizada covalentemente na espuma de poliuretano através da formação do complexo EPU-Peroxidase-quitosana, onde se verificou que toda a remoção de corante da solução foi devida à adsorção em quitosana. Assim, modificou-se a superfície de espuma de poliuretano com quitosana (0,51 wt%) e aplicou-se para remoção de corantes têxteis por adsorção. Através deste método de remoção de corante, foi possível reduzir a cor das soluções em até 99%. A cinética do processo de adsorção foi melhor ajustada ao modelo de pseudo-segunda ordem, evidenciando ser a quimissorção a etapa limitante. A EPU-Quitosana foi avaliada para a adsorção de outros corantes têxteis, onde apresentou percentual de remoção de cor superior a 48% para estes corantes. Ainda, o adsorvente demonstrou boa capacidade de remoção de corante RB198 mesmo após realização de sete ciclos consecutivos de reuso.Abstract : The textile sector is of vital economic importance for the country, however the synthetic dyes used in the processes constitute an important class of organic pollutants, whose discharge into the environment implies harmful effects to the aquatic life and to the population in general. The processes for removing aqueous media dyes by enzymatic biodegradation and also by adsorption are quite attractive. Thus, the present work investigated the degradation of reactive dye RB198 by the free and immobilized Horseradish peroxidase (HRP) enzyme (in situ and covalent immobilization), and the removal by adsorption in polyurethane foam modified with chitosan. HRP, both in its free form and in situ immobilized, showed activity in the degradation of the dye solutions, however leaching of the enzyme from support was observed right after the first cycle of use. Then, the color removal ability was assessed by the enzyme covalently immobilized on the polyurethane foam through the formation of the EPU-Peroxidase-chitosan complex, where all dye removal from the solution was found to be due to adsorption on chitosan. Thus, the surface of polyurethane foam was modified with chitosan (0,51 wt%) and applied for removal of textile dyes by adsorption. Through this method of dye removal, it was possible to reduce the color of the solutions by up to 99%. The kinetics of the adsorption process was better adjusted to the pseudo-second order model, evidencing that the chemisorption was the limiting step. The EPU-Chitosan was evaluated for the adsorption of other textile dyes, where it had a percentage of color removal of more than 48% for these dyes. Furthermore, the adsorbent showed good ability to remove RB198 dye even after seven consecutive cycles of reuse