Produção, caracterização e aplicação de carvão ativado a partir de lodo biológico de indústrias têxtil e de papel

Abstract

O lodo gerado em estações de tratamento de efluentes (doméstico e industrial) constitui um material promissor para a produção de carvão ativado, apresentando várias aplicações com bons resultados de adsorção. Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de avaliar a utilização de lodos biológicos de indústrias têxtil (LT) e de papel reciclado (LP) como materiais precursores na produção de carvão ativado. Produziu-se carvões com e sem ativação com hidróxido de potássio (KOH) e caracterizou-se os lodos biológicos e seus respectivos adsorventes. Análise da matéria orgânica dos materiais precursores e as suas relações com a porosidade dos adsorventes foi realizada. A aplicabilidade dos materiais produzidos foi avaliada por meio de testes de adsorção com azul de metileno. Carvão ativado comercial (CC) também foi caracterizado e aplicado na adsorção de azul de metileno. A caracterização de LT e LP e seus respectivos adsorventes mostraram que LT apresentou melhores características e maior número de iodo, podendo ser considerado melhor adsorvente do que os derivados de LP. O número de iodo do carvão ativado a partir de LT foi maior do que o do carvão comercial. Acredita-se que o LT seja um melhor material precursor para a produção de carvão ativado em relação ao LP por ter apresentado maiores teores de carbono orgânico e ácidos fúlvicos. Entre LP e seus derivados, a remoção do azul de metileno foi maior no material precursor sem tratamento térmico, sendo que o alto teor de fibras de papéis pode ter absorvido parte do azul de metileno e interferido nos resultados. O LP e seus respectivos adsorventes não foram bons adsorventes quando comparados à LT e seus derivados. O carvão ativado a partir de LT apresentou bons resultados de adsorção, porém com eficiência inferior ao CC. Os resultados indicam que LT é um material promissor para produção de carvão ativado, no entanto, o processo de ativação deve ser melhorado a fim de reduzir a geração de efluentes contendo resíduos do agente ativante.

The sludge generated in effluent treatment plants (domestic and industrial) is a promising material for activated carbon production, presenting several applications with good adsorption results. This research was carried out with the objective of evaluating the use of biological sludges from textile (LT) and recycled paper (LP) industries as precursors materials in activated carbon production. Carbons with and without potassium hydroxide (KOH) activation were produced from precursors materials and the biological sludges and their respective adsorbents were characterized. Analysis of the precursors organic matter and its relation with the adsorbents porosity was performed. The applicability of the materials produced was evaluated by adsorption tests with methylene blue. Commercial activated carbon (CC) was also characterized and applied in methylene blue adsorption. The characterization of LT and LP and their respectives adsorbents shows that LT has better characteristics and higher iodine number, being probably better adsorbent than LP derivatives. The iodine number of the activated carbon from LT was higher than comercial activated carbon’s. It is expected that LT is a better precursor material for activated carbon production in relation to LP because it showed higher organic carbon and fulvic acids content for LT. Among LP and its derivatives, methylene blue removal was higher with the precursor material, but the high content of paper fibers may have absorbed part of the methylene blue and interfered with the results. The LP and its respective adsorbents were not good adsorbents when compared to LT and its derivatives. Activated carbon from LT presented good adsorption results, but with lower efficiency than CC. The results indicate that LT is a promising material for activated carbon production, however, the activation process must be improved in order to reduce the generation of effluents containing activating agents residues.