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Title: Avaliação da eficiência adsortiva do carvão ativado obtido da vagem de algaroba (Prosopis juliflora) como adsorvente na remoção de gasolina presente em água.
Other Titles: Evaluation of the adsorptive efficiency of activated carbon obtained from mesquite pods (Prosopis juliflora) as an adsorbent in the removal of gasoline present in water.
???metadata.dc.creator???: OLIVEIRA, Yasmine Valadares de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIMA, Lenilde Mérgia Ribeiro.
???metadata.dc.contributor.referee1???: NUNES, Bruno Rafael Pereira.
???metadata.dc.contributor.referee2???: COELHO, Glauciane Danusa.
???metadata.dc.contributor.referee3???: BARROS, Aldre Jorge Morais.
???metadata.dc.contributor.referee4???: VITAL, Adriana De Fátima Meira.
Keywords: Carvão ativado;Adsorção;Contaminação da água;Hidrocarboneto;Gasolina – remoção em corpo de água;Algaroba;Prosopis juli-flora;Cinética de adsorção;Biotecnologia;Activated carbon;Adsorption;Water contamination;Hydrocarbon;Gasoline – removal from water bodies;Mesquite;Prosopis juli-flora;Adsorption kinetics;Biotechnology
Issue Date: 21-May-2024
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: OLIVEIRA, Yasmine Valadares de. Avaliação da eficiência adsortiva do carvão ativado obtido da vagem de algaroba (Prosopis juliflora) como adsorvente na remoção de gasolina presente em água. 2024. 47f. Trabalho de Conclusão de Curso - Monografia (Curso de Bacharelado em Engenharia de Biotecnologia e Bioprocessos) - Centro de Desenvolvimento Sustentável do Semiárido, Universidade Federal de Campina Grande - Campus Sumé - Paraíba - Brasil, 2024. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/42027
???metadata.dc.description.resumo???: Atualmente, uma das principais preocupações ambientais é a contaminação do solo e da água por substâncias orgânicas nocivas, tais como gasolina, diesel e outros produtos químicos, os quais representam uma ameaça significativa ao meio ambiente. Na tentativa de solucionar este problema, a adsorção surge como uma solução eficaz de purificação e separação, com várias aplicações, especialmente no tratamento de efluentes. Neste trabalho foi avaliado o desempenho do carvão ativado fisicamente (CAF) e carvão ativado fisicamente e quimicamente (CAFQ) derivado da vagem de algaroba (Prosopis juliflora) na adsorção de gasolina presente em água. Para tanto, foram realizados experimentos de cinética e equilíbrio de adsorção, seguidos da utilização dos modelos isotermas de Langmuir e Freundlich, para identificar qual destes melhor se ajustou aos dados experimentais. O estudo realizado por Paiva (2023) utilizando o carvão ativado derivado da vagem de algaroba mostrou-se eficiente até os 60 minutos de contato da biomassa com a mistura água/gasolina. Sendo assim, este trabalho teve por objetivo analisar se o aumento do tempo de contato proporcionaria resultados mais complexos. Inicialmente houve a preparação da biomassa com a secagem natural, seguindo com a cominuição do material na forma particulada. Para a produção do carvão ativado, foi utilizada a metodologia de Morais (2014) para a carbonização, seguida de lavagem, filtração e secagem, com a obtenção do carvão ativado fisicamente (CAF). Na segunda etapa, seguiu-se com sua ativação química utilizando solução de hidróxido de potássio (KOH) por 30 minutos, sob agitação a 140 rpm, a fim de obter o carvão ativado fisicamente e quimicamente (CAFQ). Seguiu-se com o estudo da cinética de adsorção em que foram avaliados os tempos 5 a 120 minutos (intervalos de 5 minutos). O estudo de equilíbrio, cujas concentrações variaram de 5% a 50% (taxa de variação 5%), também foi realizado. Como resultado, observou-se que a cinética de adsorção do CAF obteve adsorção máxima de 3,542 g.g-1 nos tempos 25, 60, 80, 105 e 110 minutos, enquanto com o CAFQ, a adsorção máxima foi de 4,583 g.g-1 a 110 minutos. Os estudos de equilíbrio obtiveram capacidade máxima de 7,3 g.g-1 e 8,13 g.g-1, para a biomassa do CAF e CAFQ, respectivamente. As isotermas obtidas confirmaram que, em ambos os sistemas, a adsorção ocorreu em multicamadas, visto que o melhor ajuste ocorreu com o modelo de Freundlich. Todavia, o estudo com mais tempo de contato, embora importante, mostrou-se ser dispensável, em virtude de não terem sido obtidos resultados mais relevantes, quando comparados a estudos anteriores.
Abstract: Currently, one of main environmental concerns is contamination of soil and water by harmful organic substances, such as gasoline, diesel and other chemicals, which represent a significant threat to the environment. In an attempt to solve this problem, adsorption appears as an effective purification and separation solution, with several applications, especially in treatment of effluents. In this work, performance of physically activated carbon (PAC) and physically and chemically activated carbon (PCAC) derived from mesquite pods (Prosopis juliflora) in adsorption of gasoline present in water was evaluated. For this purpose, adsorption kinetics and equilibrium experiments were carried out, followed by use of Langmuir and Freundlich isotherm models, to identify which of these best fitted the experimental data. Study carried out by Paiva (2023) using activated carbon derived from mesquite pods proved to be efficient up to 60 minutes of contact between the biomass and water/gasoline mixture. Therefore, this work aimed to analyze if increasing contact time would provide more satisfactory and complete results. The same methodology was used as proposed by Lima et al. (2014), in which biomass was initially prepared with natural drying, followed by comminution of material in particulate form. For production of activated carbon, Morais (2014) methodology was used for carbonization, followed by washing, filtration and drying, obtaining physically activated carbon (CAF). In the second stage, chemical activation was followed using potassium hydroxide (KOH) solution for 30 minutes, under stirring at 140 rpm, in order to obtain physically and chemically activated carbon (CAFQ). It was followed by study of adsorption kinetics, in which times 5 to 120 minutes (5-minute intervals) were evaluated. Equilibrium study, whose concentrations varied from 5% to 50% (5% variation rate), was also carried out. As a result, it was observed that adsorption kinetics of CAF obtained a maximum adsorption of 3.542 g.g-1 at times 25, 60, 80, 105 and 110 minutes, while with CAFQ, maximum adsorption was 4.583 g.g-1 at 110 minutes. Equilibrium studies obtained maximum capacity of 7.3 g.g-1 and 8.13 g.g-1, for CAF and CAFQ biomass, respectively. Isotherms obtained confirmed that, in both systems, adsorption occurred in multilayers, since the best fit occurred with Freundlich model. However, study with longer contact time, although important, proved to be unnecessary, as more relevant results were not obtained when compared to previous studies.
Keywords: Carvão ativado
Adsorção
Contaminação da água
Hidrocarboneto
Gasolina – remoção em corpo de água
Algaroba
Prosopis juli-flora
Cinética de adsorção
Biotecnologia
Activated carbon
Adsorption
Water contamination
Hydrocarbon
Gasoline – removal from water bodies
Mesquite
Prosopis juli-flora
Adsorption kinetics
Biotechnology
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia de Biotecnologia e Bioprocessos.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/42027
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