O Trabalho de Bioadsorção

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS[pic 1]

FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA

DISCIPLINA: IQ 166 – ENGENHARIA DE PROCESSOS E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS

PROCESSOS DE BIOADSORÇÃO DE COMPOSTOS INORGÂNICOS (METAIS PESADOS)

Bárbara Paulino Moino         RA: 162714

Gabriella Simon Maia            RA: 180703        

ProfªDrª Melissa Gurgel Adeodato Vieira

Campinas-2015

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SUMÁRIO

1.        Adsorção        

2.        Bioadsorção        

2.1.        Bioadsorção de Metais Tóxicos        

2.1.1.        Fontes de Emissão de Metais Tóxicos        

2.1.2.        Variáveis do Processo        

2.1.3.        Modos de Operação        

2.1.3.1.        Bioadsorção em Batelada        

2.1.3.2.        Bioadsorção em Modo Contínuo        

2.2.        Bioadsorventes        

3.        Modelos Cinéticos de Bioadsorção        

4.        Isotermas de bioadsorção e modelos de equilíbrio        

5.        Estudo de Caso        

Referências        

1. Adsorção

A Adsorção é um fenômeno físico-químico na qual ocorre uma transferência de moléculas de uma fase fluida (gás ou líquida) para uma fase solida (HASHEM, 2007). Essa transferência acontece de forma espontânea e é resultado da interação de forças não balanceadas na superfície do sólido desta forma atraindo certas moléculas presentes no fluido. A fase sólida é chamada de adsorvente, quando a substância já foi adsorvida esta recebe o nome de adsorvato e anteriormente à adsorção, quando ainda encontra-se na fase fluida chama-se de adsortivo (BERTAGNOLLI, 2013).

A adsorção pode ser classificada como física ou química dependendo do tipo de forças que estão envolvidas.

Em um processo de adsorção física, também chamado de fisissorção, as forças atuantes são fracas, do tipo Van der Waals. Este é o fenômeno presente em grande parte dos processos de separação, devido a maior facilidade da dessorção pela fraca das interações entre as moléculas do sólido e do fluido (VIDALI et al., 1991).

Já na adsorção química interações mais fortes, como as ligações covalentes, estão envolvidas resultando na formação de um composto químico de superfície.

Enquanto na adsorção física várias camadas podem se formar na superfície do adsorvente, na química apenas uma camada é formada.  

O adsorvente é compostos de micropartículas que são empacotadas em um leito fixo através do qual uma fase fluida passará possibilitando uma transferência de massa até um ponto de equilíbrio. Obviamente, quanto maior a superfície deste sólido maior será sua capacidade de adsorção (VIGNOLA, 2011). A adsorção ocorre principalmente nas paredes dos poros ou nos chamados sítios específicos dentro da partícula. Geralmente trata-se de um processo reversível e sendo assim, é possível a remoção do soluto que foi adsorvido, esta separação pode ocorrer por diferenças na massa molar, que resultam em ligações mais fortes ou mais fracas na superfície do adsorvente ou também quando a molécula adsorvida for maior que os poros (BERTAGNOLLI, 2013).

Seu mecanismo ocorre primeiramente através da transferência de um soluto presente em solução para a superfície do adsorvente, seguido da difusão do adsorvato para os chamados sítios de adsorção (presentes no interior do adsorvente) e finalmente ocorre o processo de adsorção propriamente dito (LAUS, 2011).

Entre os adsorventes mais utilizados comercialmente destaca-se o carvão ativado e a sílica gel (RUTHVEN, 1984).

1. Bioadsorção

A bioadsorção caracteriza-se pela utilização de materiais de origem biológica, facilmente encontrado na forma de algas, fungos e bactérias como compostos adsorventes. Essa biomassa consiste na forma morta desses organismos (VOLESKY; HOLAN, 1995). Podendo ser obtida através de diversos processos, por exemplo através da lavagem com ácidos ou bases e sua posterior secagem e granulação (KRATOCHVIL; VOLESKY, 1998). Tem como vantagem a utilização de uma biomassa com afinidades a poluentes específicos, alta eficiência no tratamento de efluentes mais diluídos e também um menor custo de operação. Por tratar de efluentes com uma concentração baixa de contaminantes, caracteriza-se como um tratamento terciário ou de polimento, ou seja, é um processo que deve ser aplicado ao final de outros tratamentos.

1. Bioadsorção de Metais Tóxicos

        O processo de bioadsorção de metais tóxicos acontece através de diversos mecanismos de acordo com a espécie de bioadsorvente utilizada e sua origem e seu processamento. Troca iônica, quelação, adsorção através de forças físicas e o aprisionamento de íons em capilares inter e intrafibrilares são alguns exemplos das reações envolvidas (VOLESKY; HOLAN, 1995).

        A escolha cuidadosa do bioadsorvente é de vital importância, pois esse conhecimento nos indicará como o material vai interagir com o metal em solução e também a sua capacidade de reutilização (ciclos de adsorção e dessorção) (VOLESKY, 1990).