Orientador: Melissa Gurgel Adeodato Vieira

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Resíduos contaminados com compostos orgânicos, sendo grande parte formados por hidrocarbonetos aromáticos, como o benzeno, tolueno e xileno, vem sendo gerados em grandes quantidades nas indústrias e em derramamentos de postos de estocagem de combustíveis. Sendo assim, surge espaço para novas...

Resumo: Resíduos contaminados com compostos orgânicos, sendo grande parte formados por hidrocarbonetos aromáticos, como o benzeno, tolueno e xileno, vem sendo gerados em grandes quantidades nas indústrias e em derramamentos de postos de estocagem de combustíveis. Sendo assim, surge espaço para novas pesquisas de tratamento desses efluentes, como a adsorção em argilas organofílicas. Portanto, o objetivo deste trabalho é avaliar o potencial da argila organofílica Spectrogel na adsorção dos compostos BTX. Para este estudo foram realizados teste de hidratação e expansão em meio orgânico, estudo do efeito do pH, avaliação do potencial de remoção e estudo cinético, por meio de ensaios cinéticos de adsorção monocomposto, bicompostos e tricompostos, estudo de equilíbrio, atráves de ensaios de equilíbrio monocomposto, bicompostos e tricompostos, nas temperaturas de 15, 25 e 35 oC, estudo termodinâmico, caracterização do material adsorvente antes e após os ensaios de adsorção, estudo de regeneração do adsorvente, e análise estatística do processo de adsorção. A argila apresentou uma eficiência de remoção de 95%, 89% e 96% para o benzeno, tolueno e xileno, respectivamente e mostrou que o processo é rápido com no máximo 120 min para atingir o equilíbrio. No estudo cinético, tanto o modelo pseudoprimeira-ordem, quanto o pseudossegunda ordem apresentaram boas correlações. O modelo de difusão intrapartícula e modelo de Boyd indicaram que a adsorção é controlada tanto pela difusão intrapartícula, como pela difusão externa. O estudo de equilíbrio indicou que o xileno é o contaminante com maior afinidade pelo meios adsorvente. Entre os modelos de isotermas utilizados nos ajustes dos dados experimentais, o modelo de Dubinin-Radushkevitch foi o que apresentou melhor correlação para todas as isotermas monocomposto. Para as isotermas bicompostos, o modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou. Os parâmetros termodinâmicos mostraram que o processo de adsorção de BTX em argila Spectrogel é espontâneo e endotérmico. A caracterização do adsorvente após a adsorção dos BTX mostrou que o mesmo é pouco poroso e possui a superfície heterogênea, evidenciando a presença dos compostos BTX e algumas mudanças estruturais no material adsorvente. Por fim, os ensaios de regeneração indicaram a regeneração do adsorvente por meio do eluente etanol

Abstract: Contaminated waste with organic compounds, being largely composed of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, has being generated in large quantities in industries and spills fuel storage stations. Thus, it arises space for further research about treatment of these...

Abstract: Contaminated waste with organic compounds, being largely composed of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, has being generated in large quantities in industries and spills fuel storage stations. Thus, it arises space for further research about treatment of these effluents, such as adsorption on organoclay. Therefore, the aim of this study is to evaluate the adsorption of BTX compounds into organoclay Spectrogel. For this study tests of hydration and expansion in organic media and tests of the effect of pH were conducted. Equilibrium study was also performed by tests of mono-component, bi-component and multicomponent solutions at temperatures of 15, 25 and 35 oC. The adsorbent was characterized before and after the adsorption experiments. Finally, the regeneration of the adsorbent through eluents and a statistical study of the adsorption process were also performed. The evaluation of the potential removal provided a removal efficiency of 95%, 89% and 96% for benzene, toluene and xylene, respectively and showed that the process is fast taking a maximum of 120 min to reach equilibrium. In the kinetic study, both the pseudo first order model, as well as pseudo second order model showed a good correlation. The intraparticle diffusion model and Boyd model indicated that adsorption is controlled by both intraparticle diffusion and external diffusion. The equilibrium study indicated that xylene is the most competitive contaminant by active adsorption site. Among the isotherm models used, only the Dubinin-Radushkevitch showed a good correlation for all mono-component isotherms. For bi-component isotherms, the Freundlich model showed the best fit. The thermodynamic parameters indicated that the adsorption process of BTX into clay is spontaneous and endothermic. The characterization of the study showed that the this adsorbent is porous and presents a heterogeneous surface after adsorption and the presence of BTX compounds and structural changes were observed in the adsorbent material after process. The dessorption tests indicated a possible regeneration of the adsorbent using ethanol as eluent.z