Aplicação de biomassa na redução do teor de óleos e graxas presentes em efluentes aquosos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaQuando correntes oleosas entram em contato com o meio ambiente prejudicam e influenciam tanto a fauna e a flora, quanto à população no entorno dos lugares contaminados. A procura por tratamentos eficientes, de baixo custo, que demandem pouca energia e provenientes de fontes renováveis fazem com que os bioadsorventes ocupem um lugar de destaque na redução dos contaminantes oleosos. Neste trabalho, utilizou-se o bagaço da cana-de-açúcar como bioadsorvente alternativo no tratamento de águas contaminadas com óleos. O efluente sintético foi simulado através de uma dispersão de água destilada e decahidronaftaleno, com concentração inicial de 8900 mg·L-1. O óleo residual, após os experimentos de adsorção, foi quantificado por cromatografia gasosa. A biomassa foi caracterizada pelas análises de umidade, FTIR, MEV, CHNS e análise superficial. Os experimentos foram desenvolvidos em processo batelada, com agitação de 120 rpm, sendo avaliado o tempo de equilíbrio do processo adsortivo, bem como a influência dos parâmetros pH, temperatura e tamanho das partículas do bioadsorvente. O processo de adsorção resultou na remoção de 80% de óleo em apenas 5 min de contato entre a dispersão e a biomassa. Os parâmetros que influenciaram significativamente a remoção do hidrocarboneto pelo bagaço-de-cana foram a temperatura e o tamanho de partícula do material. Para as condições testadas, o maior desempenho foi obtido a 25oC. O melhor ajuste para a Isoterma de Adsorção foi obtido com o modelo de Langmuir-Freundlich, fornecendo uma capacidade máxima de adsorção de 6,65 g de hidrocarboneto/g de biomassa. Os ensaios mostraram grande potencial do bagaço da cana-de-açúcar ser utilizado como bioadsorvente na redução do teor de óleos e graxas em efluentes aquosos, apresentando-se como uma alternativa sustentável a dois grandes problemas ambientais: o resíduo sólido gerado pelo processo de cultivo e industrialização da cana-de-açúcar e a contaminação de fontes aquosas pela indústria do petróleo e petroquímica.When oily streams come in contact with the environment, they affect and influence the fauna and flora, as the population surrounding the contaminated places. The search for effective treatments that are low cost, require little energy and are from renewable resources, turn the biosorbents a prominent material in the oily contamination reduction. In this work, we have studied the bagasse from sugarcane as an alternative bioadsorbent in the treatment to oils and greases contaminated waters. The synthetic effluent was simulated by a distilled water and decahydronaphthalene dispersion, with initial concentration of 8900 mg o L -1. The residual oil, after adsorption experiments, was determined by gas chromatography. The biomass was characterized by moisture analysis, FTIR, SEM, CHNS and surface analysis. The experiments were carried out in batch process with agitation of 120 rpm, evaluating the equilibrium time of adsorptive process, as well as the influence of some parameters such as pH, temperature and the particle bioadsorbent size. The adsorption process resulted in removal of 80% of oil in only 5 minutes of contact between the dispersion and biomass. The parameters that significantly influenced the removal of hydrocarbon by bagasse were the temperature and particle size of the bioadsorbent. For the conditions tested, the best performance was obtained at 25oC. The best fit for the adsorption isotherm was obtained with Langmuir-Freundlich model, providing a maximum adsorption capacity of 6.65 g hydrocarbon/g biomass. The experiments showed the great potential of the sugarcane bagasse to be used as bioadsorvente in reducing the oil and grease levels in aqueous effluents, presenting itself as a sustainable alternative to two environmental problems: the solid waste deriving from the cultivation and industrialization of sugarcane and the aqueous sources contamination coming from oil and petrochemical industry