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RELATÓRIO DE PROJETO DE PESQUISA
REMOÇÃO DE CONTAMINANTES EM ÁGUAS RESIDUÁRIAS ATRAVÉS
DE ADSORÇÃO E FILTRAÇÃO EM VIDRO RECICLADO
Nome do(a) Proponente ou Orientador(a):.Everton Skoronski
Nome do(a) Bolsista: Deyse Gonzaga Gomes
Campus/Unidade: Tubarão
Data do Relatório: 15/09/08
Tipo do Projeto:
( ) PUIC Disciplina
(
) PUIC Continuado
( x ) PUIC Individual
1. Introdução
A preservação do meio ambiente e a melhoria da qualidade de vida
constituem uma preocupação cada dia mais evidente da sociedade. Neste
contexto e como produto de diferentes atividades antrópicas, a discussão
acerca da acumulação de metais pesados em alimentos, no solo e na água de
consumo humano, tem sido uma constante. (FERNADES, et, all, 2007)
A água vem-se tornando uma das maiores preocupações mundiais,
dada uma possível crise mundial de abastecimento (POSTEL et al., 1996).
Gasi, 1988, afirmou que existem diferentes alternativas para a recuperação ou
tratamento de águas residuárias de origens doméstica, industrial ou agrícola,
muitas delas complexas e onerosas e outras simples e de baixo custo.
O tratamento de águas residuais é efetuado para evitar condições
inaceitáveis tais como:

Risco para a saúde pública

Poluição dos recursos hídricos para os quais são descarregados
efluentes – rede hidrográfica, lagos e o mar – até ao ponto que danifica a flora
e a fauna aquática ou em que limitam atividades econômicas, sociais e de
recreio normais como conseqüência de contaminação ou desoxigenação;
 Poluição do ambiente em geral, sob a forma de odores
desagradáveis ou paisagem alterada e contaminação das águas subterrâneas.
Os profissionais que se dedicam a pesquisas relacionadas ao
tratamento de água estão sempre almejando o aperfeiçoamento dos processos
e operações unitárias existentes ou desenvolvimento de novas tecnologias,
visando reduzir custos e aumentar a eficiência do tratamento. (DI BERNARDO,
2003)
A industrialização de muitas regiões aumentou a geração de
efluentes contendo metais pesados. A maioria dos metais pesados é prejudicial
a uma variedade de espécies vivas, incluindo os seres humanos
(RODRIGUES, F. R. et al, 2006).
Métodos convencionais de tratamento de efluentes contendo metais
pesados como precipitação, oxidação ou redução, filtração, troca iônica,
tratamento eletroquímico, dentre outros, são muitas vezes restritos por
inviabilidade técnica e/ou econômica, especialmente quando os metais estão
dissolvidos em grandes volumes de água e em concentrações relativamente
baixas (RODRIGUES, F. R. et al, 2006).
A adsorção é a adesão de moléculas de um fluido, o adsorvido, a
uma superfície sólida, o adsorvente. O grau de adsorção depende da
temperatura, da pressão e da área da superfície, sendo que quanto mais poros
haver no adsorvente, maior será a adsorção. As forças que atraem o adsorvato
podem ser químicas ou físicas.
A adsorção é uma operação unitária bastante utilizada no tratamento
de água potável, água de serviço e efluentes industriais.
Os processos de adsorção utilizados na remoção de contaminantes
orgânicos e inorgânicos podem ser representados, de modo simplificado, pela
reação A + B  AB, em que A representa a substância adsorvida (adsorvato) e
B, o adsorvente. (DI BERNARDO, 2003)
Diversos tipos de forças químicas, como ligações de hidrogênio,
interação dipolo-dipolo e forças de Van de Waals, são responsáveis por manter
os compostos na superfície do adsorvente (DI BERNARDO, 2003).
Uma das mais importantes características de um adsorvente é a
quantidade de substância que pode ser retida na superfície do mesmo. Há
muitos modelos matemáticos que procuram descrever a relação entre a
quantidade de adsorvato por unidade de adsorvente e a concentração de
adsorvato na água, sendo os mais comuns os de Freündlich e Langmuir (DI
BERNARDO, 2005)
O principal adsorvente utilizado na indústria é o carvão ativado obtido
a partir da reação com vapor de água em alta temperatura (SUZUKI, 1990).
Embora apresente um adsorvente viável, técnica e economicamente, alguns
outros materiais além do carvão ativo podem ser reaproveitados e serem
aplicados como adsorventes, puro ou combinados, com carvão ativado. Um
desses materiais que poderia ser empregado como adsorvente é o vidro.
Atualmente, o vidro representa aproximadamente 7,5% do peso total do lixo
doméstico gerado.
2. Objetivos
2.1 Objetivo Geral
Este estudo tem o objetivo de promover reaproveitamento de vidros
descartados em laboratórios e de viabilizar a sua reutilização na remoção de
contaminantes em águas residuárias através de adsorção e filtração.
2.2 Objetivos Específicos

Avaliar parâmetros físico-químicos na filtração.

Estudar o comportamento do vidro na adsorção de alguns metais e
de azul de metileno.

Avaliar parâmetros físico-químicos do meio a ser adsorvidos.

Realizar tratamento no vidro para melhor sua capacidade de
adsorção.
3. Material e Métodos

Preparação do material adsorvente
O material adsorvente foi obtido a partir de vidrarias danificadas. As
vidrarias foram lavadas com detergente e água corrente e secas em estufa a
100°C. Após, o vidro foi moído em um moinho de bolas e peneirado em
peneiras da série Taylor, a fim de se obter uma granulometria mais
homogênea, sendo que para a condução dos ensaios de adsorção foi utilizado
o material com um diâmetro médio de 0,127 nm.

Adsorção
Para avaliar a capacidade de adsorção foram preparadas soluções
de diferentes concentrações de ferro, fenol, cobre e azul de metileno, como
disposto na tabela seguinte:
Tabela 01 - Concentrações dos contaminantes utilizados no estudo
Contaminante
Concentração (mg.L-1)
pH
Fenol
1, 25, 40, 60, 75, 90 e 100
6,0
Ferro
2, 4, 6, 8 e 10
6,0 e 8,0
Cobre
2, 4, 6, 8 e 10
6,0 e 9,0
Azul de
metileno
0,001; 0,005; 0,01; 0,02 e
0,03
6,0 e 9,0
Cada solução teve um volume de 50 mL adicionado em um
erlenmeyer com 2,5 g de vidro previamente preparado e teve seu pH ajustado
com uma solução tampão. As soluções foram mantidas em agitação. Após 30
minutos de agitação, as soluções foram filtradas.
A eficiência da adsorção foi verificada através do monitoramento da
concentração do contaminante com técnica calorimétrica em Espectroscopia de
Infravermelho Visível.
Com os dados obtidos foi calculado o carregamento de cada
amostra, ou seja, a quantidade do contaminante (mg), adsorvida por grama de
vidro, através da expressão:
qeq 
c
0
 ceq .V
m
equação 1
Onde qeq é o carregamento, Co e Ceq as concentrações iniciais e
finais do contaminante em solução (mg.L-1), respectivamente. V é o volume da
solução e m a massa de vidro.
Determinado os carregamentos, foram traçadas as isotermas de
adsorção, onde cada curva é constituída com o carregamento do vidro em
função da concentração do contaminante.
4. Resultados:
Os resultados obtidos encontram-se em forma de isotermas.

Ferro
Figura 01: Isotermas de Freündlich para ferro (a) pH = 6,0 (b) pH = 8,0
Figura 02: Isotermas de Langmuir para ferro (a) pH = 6,0 (b) pH = 8,0

Fenol
Figura 03: Isotermas do fenol em pH = 6,0, (a) Freündlich (b) Langmuir

Cobre
Figura 04: Isotermas de Freündlich para cobre (a) pH = 6,0 (b) pH = 9,0
Figura 05: Isotermas de Langmuir para cobre (a) pH = 6,0 (b) pH = 9,0

Azul de metileno
Figura 06: Isotermas de Freündlich para azul de metileno (a) pH = 9,0
Figura 07: Isotermas de Langmuir para azul de metileno (a) pH = 6,0 (b) pH= 9,0
5. Conclusões
Independentemente da tecnologia de tratamento de água, para obter
resultados satisfatórios é importante identificar os fatores que interferem nos
processos e operações envolvidos e estabelecer corretamente os parâmetros
de projeto e de operação. (DI BERNARDO, 2003)
As isotermas mostram que houve uma adsorção significativa do vidro
reciclado em todas as soluções testadas. Com exceção da solução de azul de
metileno, todas as outras obtiveram bons ajustes nas isotermas de Langmuir e
Freündlich.
Esse trabalho demonstra a potencialidade de aplicação de vidro
reciclado na adsorção de metais. Estudos devem ser conduzidos visando
aumentar a capacidade de adsorção do material adsorvente, bem como
verificar a possibilidade de adsorção de outros compostos.
6. Referências
GASI, T. M. T. Opções para tratamento de esgotos de pequenas
comunidades. São Paulo: CETESB, 1988. 36p. (Série Manuais, 3)
POSTEL, S. L.; DAILY, G. C.; EHRLICH, P. R. Human appropriation of
renewable fresh water. Science, v.271, p.785-788, 1996.
FERNANDES, R.B.A.; LUZ, W.V.; FONTES, M.P.F.; FONTES, L.E. F.
Evaluation of heavy metal concentrations in vegetable crop
cultivation areas in Minas Gerais, Brazil. Revista Brasileira de
Engenharia Agrícola e Ambiental, 2007, vol.11, n. 1, ISSN 1415-4366.
DI BERNARDO, L., Tratamento de água para abastecimento por filtração
direta. Rio de Janeiro: Rima, 2003.
DI BERNARDO, L., Métodos e técnicas de tratamento de água. Rio de
Janeiro: Rima, 2005.
RODRIGUES, F., R., et al. Adsorção de metais pesados em serragem de
madeira tratado com ácido cítrico. Engenharia sanitária ambiental. Vol 11 – n
1, jan/mar 2006.
SUZUKI, M. Adsorption engineering. Elsevier, 1990.