Tratamento de remoção de metais de água contaminada do curtume

...

---------------------------------------------------------------

Bentonita

As bentonitas são constituídas por minerais do tipo montmorilonita ou esmectita (De Sousa Santos, 1975) dispostas em lamelas paralelas de hábito monoclínico, sendo que cada retículo elementar resulta da associação de duas camadas de tetraedros (sílica) e uma camada de octaedros (gibbsita – hidróxido de alumínio) originando a estrutura do tipo 2:1 ou T-O-T (De Azambuja, 1970).

As esmectitas caracterizam-se por apresentarem, dentro de sua estrutura cristalográfica, o alumínio

substituído parcial ou totalmente por Mg+2 ou Fe+3, principalmente. Esta substituição isomórfica origina um excesso de carga negativa nas superfícies das unidades estruturais, além de apresentarem ligações quebradas nas extremidades; que deverão ser compensadas por cátions (Lagaly, 1981). Esses cátions de compensação, adsorvidos na superfície das partículas, podem ser trocados por outros cátions, conferindo a estes argilominerais a propriedade de troca catiônica, semelhante às zeolitas naturais (Betejtin, 1977; Slabaugn, 1958) As esmectitas têm sido empregadas no tratamento

de efluentes devido à sua propriedade de troca catiônica, mas, por sua pouca capacidade de acumulação de íons metálicos, têm limitada sua maior aplicabilidade. Neste sentido, foi observado por vários autores (Coelho e De Sousa Santos, 1988; Appleton et al., 1999), que a baixa capacidade de acumulação das bentonitas poderá ser superada via homoionização - homogeneização dos cátions

superficiais - e intercalação com compostos orgânicos ou inorgânicos específicos tornando-as materiais

supersorventes com altas capacidades de remoção e de acumulação de poluentes.

“A modificação via homoionização e intercalação aumentou

significativamente a capacidade de sorção e acumulação de

íons cobre nas bentonitas brasileiras. As bentonitas

modificadas com 1,1 Fenantrolina alcançaram remoção de

íons cobre superior a 95% independentemente do pH e a

capacidade de acumulação obtida foi de 107,53 mg de

Cu/g. A capacidade de acumulação obtida para estes

sorventes é superior à de outros materiais alternativos

propostos em estudos similares. Os principais mecanismos

de sorção que operam são a troca iônica e a adsorção

química de complexação do íon metálico pela Fenantrolina.” (“RemocaoDeIonsDeMetaisPesados,” n.d.)

O cromo e o processo de curtimento

O couro constitui a pele do animal preservada da decomposição por processos denominados de curtimento, que a tornam flexível, macia e resistente. O processo de curtimento pode ser feito com produtos orgânicos e inorgânicos. O curtimento feito com produtos orgânicos é o tipo mais antigo de que se tem notícia, utilizando extratos vegetais, aldeídos, quinonas, parafinas sulfocloradas e inúmeras resinas. A desvantagem de sua utilização está na grande quantidade de agentes curtentes que se necessita (Barros et al., 2001).

Já no curtimento com produtos inorgânicos (principalmente cromo trivalente), a pele curtida se

caracteriza por ser elástica e de fácil polimento. Além disso, a pele curtida ao cromo possui grande

permeabilidade ao ar e ao vapor. Os agentes curtentes de cromo mais comuns são: alúmen de cromo (K2SO4. Cr2(SO4)3.24H2O), dicromatos (Cr2O7 (Cr2(OH)2(SO4)2) e sulfato de cromo comercial (Cr2(SO4)3). O cromo trivalente forma mais utilizada no processo de curtimento, ocorre naturalmente no ambiente, sendo um nutriente essencial (potencializa a ação da insulina), enquanto o cromo hexavalente é, em geral, produzido por processos industriais e conhecido como tóxico e mutagênico (Ferreira, 2002). Portanto, existe a preocupação com o descarte inadequado de resíduos provenientes do curtimento, uma vez que o cromo (III) pode ser oxidado a cromo (VI), tornando-se um grave problema ambiental.

Adsorção

A adsorção é um fenômeno que envolve preferencialmente a transferência de massa. Acontece a acumulação ou concentração de substâncias em uma superfície ou interface. A fase que adsorve é conhecida como o adsorvente e o material sendo adsorvido é o adsorvato. Este fenômeno ocorre entre duas fases, podendo ser interface gás-sólido ou líquido-sólido (CECEN; AKTAS, 2011). No caso do tratamento de efluentes industriais geralmente a interface é do tipo líquido-sólido com a presença de um adsorvente sólido que pode ser de origem natural (minerais ou biomassa) ou rejeitos provindos da indústria. Segundo Ciola (1981), a adsorção é a tendência de acumulação de uma substância sobre a superfície de outra. Isto ocorre quando duas superfícies imiscíveis são postas em contato, já que a concentração de uma substância numa fase é maior na interface do que no seu interior. Desta forma, a adsorção é um fenômeno espontâneo responsável por diminuir a desordem no sistema. .

O processo de adsorção pode ser classificado em físico e químico. A adsorção física se caracteriza por ser rápida, reversível e não específica, pois o adsorbato liga-se a superfície adsorvente através de forças de van der Waals. Já a adsorção química é específica, irreversível e ocorre formação de compostos, uma vez que a ligação química envolvida neste tipo de adsorção é a covalente (SANTOS, 2003; JUNIOR, 2007).(“RemocaoDeIonsDeMetaisPesados,” n.d.).

Tratamento

O efluente está contaminado com metais pesados (crômio trivalente, Cadmo, chumbo, etc.), antes de essa agua ir para o fulão passara por um processo de remoção de metais no qual utilizaremos uma caixa de filtragem, com a bentonita modificada com 1,1 Fenantrolina e raspas de couro (como auxilio a bentonita, pois a raspa de couro tem a capacidade de adsorver metais, assim como o couro no processo de curtimento do mesmo), a agua será filtrada, e pelo processo de adsorção os metais ficaram