BRPI0604156B1 - Processo para remoção de metais pesados a partir de efluentes das indústrias de baterias para veículos: uso da quitosana obtida a partir das crisálidas do bicho da seda como adsorvente de baixo custo. - Google Patents

Description

PROCESSO PARA REMOÇÃO DE METAIS PESADOS A PARTIR DE

EFLUENTES DAS INDÚSTRIAS DE BATERIAS PARA VEÍCULOS: USO DA

QUITOSANA OBTIDA A PARTIR DAS CRISÁLIDAS DO BICHO DA SEDA

COMO ADSORVENTE DE BAIXO CUSTO

Introdução O presente processo de tratamento refere-se à utilização de quitosana obtida a partir das crisálidas do bicho da seda, considerado um adsorvente de baixo custo, para remoção de metais pesados que estão presentes nos efluentes das indústrias de baterias para veículos. Este processo é realizado com o uso de colunas empacotadas com quitosana, um polissacarídeo que pode ser usado no tratamento de efluentes industriais, na medicina, farmácia, produção de géis e hidrogéis, tratamento de água, entre outras aplicações. A técnica descrita neste documento permite a remoção de metais presentes em efluentes tais como: Pb (chumbo), Cu (cobre), Ni (níquel) e Fe (ferro) com resultados satisfatórios. A quitosana produzida a partir das crisálidas do bicho da seda tem sido um adsorvente altamente viável e barato para usos nos processos de tratamentos de efluentes industriais. A abundância de rejeitos nas indústrias de fiação e inutilidade das crisálidas após o processamento do fío de seda dos casulos é uma grande vantagem na produção do adsorvente. No processo de produção da quitosana, tratamentos ácidos e básicos são requeridos, sendo que estes dependem dos parâmetros utilizados durante os experimentos tais como: tempo de contato, temperatura e concentrações dos reagentes, para que se obtenha o produto com qualidade e pureza garantida.

No presente documento estão incluídos os detalhes do procedimento para remoção de metais a partir dos efluentes das indústrias de baterias para veículos utilizando quitosana como material adsorvente. Os parâmetros para aplicação de coluna de quitosana como adsorvente para metais foram estudados com o objetivo de se obter as melhores condições de remoção para Pb2+, Cu2+, Ni2+ e Fe3+ que estão confinados em muitos tipos de efluentes. Os parâmetros estudados foram: tempo de contato entre solução metálica e quitosana, no caso da remoção não ser por coluna, grau de desacetilação da quitosana no qual se obtém a maior remoção de metais devido a interação que ocorre entre o cátion metálico e o grupo amino presente na quitosana, melhor pH dos efluentes para a remoção dos metais, fluxo da solução metálica pela coluna de quitosana e capacidade máxima de adsorção para os respectivos metais no adsorvente.

Utilidade do Processo A quitosana produzida a partir das crisálidas do bicho da seda são materiais altamente biodegradáveis, porosos e não tóxicos, podendo ser usados na medicina, farmácia, biotecnologia, tratamentos de águas e efluentes industriais, dentre outros. Nos últimos anos, vem sendo desenvolvidos muitos métodos para o tratamento de efluentes industriais, que contém em sua composição final, metais pesados, que podem causar danos ao organismo humano e ao meio ambiente (Paulino, et al., 2006), e que viabilizam o tratamento, que em geral tem a relação custo/benefício extremamente alto, dificultando o uso em larga escala (Zhou et al., 2004). A viabilidade do método para o tratamento, incluindo o baixo custo dos materiais empregados, especialmente quitosana obtida a partir das crisálidas do bicho da seda, faz deste método um atrativo, extremamente apropriado para o uso em substituição a métodos atualmente empregados que tem uma relação custo/benefício extremamente desfavorável. O processo tem se mostrado simples, barato e altamente viável, já que as quantidades de metais removidos estão dentro dos limites padrões de viabilidade, e ainda, ele pode ser usado em larga escala.

Estado da técnica No geral, todas as formas de vida são afetadas pela presença de metais, independente da dose e da forma química. Muitos metais são essenciais para o crescimento de todos os tipos de organismos, desde as bactérias até mesmo o ser humano, mas eles são requeridos em baixas concentrações, pois podem danificar os sistemas biológicos. De forma geral, os metais são classificados em: 1. Elementos essenciais: sódio, potássio, cálcio, ferro, zinco, cobre, níquel e magnésio. 2. Elementos essenciais e simultaneamente micro-contaminantes: cromo, zinco, ferro, cobalto, manganês e níquel. 3. Micro-contaminantes ambientais: arsênico, chumbo, cádmio, mercúrio, alumínio, titânio, estanho e tungstênio.

Alguns dos metais citados como o cromo, zinco, chumbo, cádmio, cobre, níquel, mercúrio e alumínio, por exemplo, são designados “metais pesados”.

Embora amplamente utilizado, o termo “metal pesado” não possui uma definição única, variando de acordo com o ramo da ciência que o aborda. Um toxicologista (especialista no estudo dos tóxicos), provavelmente dará ênfase aos elementos químicos tóxicos aos mamíferos superiores (zootoxicidade). Um agrônomo dará ênfase aos elementos químicos tóxicos às culturas vegetais (fitoxicidade), já que uma contaminação no solo pode diminuir a produtividade agrícola. Um químico utilizaria conceitos técnicos, definindo o termo metais pesados como as substâncias cuja densidade (relação entre massa e volume) seja maior que 6g cm'3.

Os metais tóxicos são uma alternativa ao termo metais pesados, sendo recomendada a sua aplicação aos elementos não essenciais (elementos que não são necessários aos organismos vivos), como Chumbo (Pb), Cádmio (Cd), Mercúrio (Hg), Níquel (Ni), Astato (As) e Urânio (U) e não é apropriado para os elementos que são biologicamente essenciais como Cobalto (Co), Cobre (Cu), Manganês (Mn), Selênio (Se) e Zinco (Zn) (Schio, 2003).

Dentre os metais analisados no processo em questão, o chumbo pode ser encontrado em todos os ambientes (ar, água, solo, rochas e sedimentos) e em todos os componentes da biosfera. O chumbo é usado em vidros, cerâmicas e como estabilizador de plásticos, em couro, munição, em outros tipos de metais, tubos, baterias etc. Uma grande parte de resíduos à base de chumbo pode ser recuperada e reciclada em fundições secundárias.

Muitos países recuperam até 90% do chumbo presente em baterias (Merian et al., 2004). A presença de chumbo em alimentos pode resultar de várias fontes, entre elas: absorção por plantas presentes em solos com concentrações elevadas desse elemento ou tratadas com pesticidas à base de arsenato de chumbo; deposição de chumbo na superfície de vegetais consumidos por animais empregados no consumo humano ou consumidos pelo homem diretamente; adição inadvertida de chumbo no processamento de alimentos; liberação de chumbo de latas de conservas e cerâmicas utilizadas como utensílios na alimentação.

Alimentos de origem animal como carne de músculo, leite fresco e ovos tem uma concentração relativamente baixa de chumbo. Entretanto, vísceras, especialmente rim, e o fígado, apresentam concentrações substancialmente elevadas do elemento (Paulino et al., 2005). Os vinhos podem conter concentrações substanciais de chumbo, com médias oscilando entre 50 e 100 mg L'1 (Eckard and Bertram, 1987). Alimentos industrializados e ração vegetal podem conter menos de 0,1 mg kg'1 até 10 mg kg'1 de chumbo (peso seco). A poluição industrial pode elevar essas concentrações a valores que oscilam entre 100 e 1000 mg kg'1 (Hapke, 1991).

Segundo Hapke (1991), a concentração de chumbo no tecido animal é resultante principalmente da absorção de ração contaminada. Cerca de 10% do excesso encontrado são provocados pela inalação de poeira rica em chumbo. O chumbo se acumula nos tecidos de modo diferenciado. Não mais do que 0,1 mg kg'1 é encontrado em músculos esqueléticos de animais de criação, mesmo se os animais tiverem sido expostos a níveis consideravelmente elevados do metal. Entretanto, em áreas poluídas, o fígado pode apresentar concentrações de até 10 mg kg'1. Concentrações similares são encontradas nos rins. O leite e sangue apresentam concentrações bem mais baixas, variando entre 0,002 e 0,006 mg L'1. Para evitar contaminações, a água consumida pelos animais não deve conter mais do que 0,1 mg L'1.

Esforços devem ser feitos para se reduzir a produção de resíduos contendo o chumbo, que por sua vez introduzidos no meio ambiente, como consequência de atividades humanas, não são degradados e se acumulam localmente e nos sistemas biológicos, provocando desequilíbrios ambientais e na saúde.

Em casos de impactos ambientais já identificados, são necessárias a execução de medidas saneadoras, implementadas em ações conjuntas entre órgãos de pesquisa, governamentais, empresas e comunidade local. Os compostos cuprosos (Cu+) e cúpricos (Cu2+) estão presentes de diversas formas nos sistemas naturais apresentando um amplo número de aplicações. O cloreto cuproso é usado extensivamente como catalisador ou como agente dessulfurizante, ou ainda, como branqueador na indústria petrolífera. O cloreto cúprico é usado como mordente na tinturaria têxtil e como agente oxidante em corantes. Tem também aplicação como fungicida. O óxido cuproso é usado na pintura de cascos de navios, de madeira ou aço, para proteger da ação desgastante da água do mar. O nitrato cúprico é usado para sensibilizar superfícies à luz, enquanto o fluoreto é utilizado como opacificador em esmaltes, vidros e cerâmicas. O sulfato de cobre é usado como fungicida, inseticida e como aditivo dos solos, para evitar que as deficiências de cobre afetem as colheitas. A atividade do cobre do metabolismo vegetal manifesta-se de duas formas: na síntese da clorofila e na atividade de algumas enzimas.

Embora não exista na clorofila, o cobre é indispensável à sua produção. A sua falta provoca deficiências fotossintéticas e incapacidade de produção de sementes. O cobre é também constituinte de muitas enzimas responsáveis pela catálise de reações de oxidação-redução. Este elemento desempenha igualmente um papel importante no metabolismo animal. Um homem adulto necessita de 2 mg dia'1 de cobre, contendo seu corpo cerca de 100 a 150 mg do elemento. A falta de cobre na dieta animal pode provocar anemia, diarréia e distúrbios nervosos. Por outro lado, a ingestão excessiva de compostos como o sulfato de cobre pode causar vômitos, cãibras, convulsões ou mesmo a morte (Murphy and Hathaway, 2003).

Ferro (Fe3+), assim como o Cu2+, é um micronutriente essencial para organismos e plantas. Porém, ele se toma tóxico quando está presente em algum meio a altos níveis.

Este elemento é o quarto mais abundante na crosta terrestre e está presente em uma variedade de materiais tais como: solo e minerais. Este elemento é um importante constituinte da biosfera com um essencial papel na fotossíntese de plantas, e tem sido um nutriente para fitoplânctons em algumas partes do oceano (Wan Ngah et al., 2005).

Fe3+ contudo, é um importante centro ativo para proteínas tais como: oxidases, redutases e deydrases (Hapke e Merian, 1991). Efluentes das indústrias de baterias para veículos tem altas quantidades de Fe3+, Pb2+ e Cu2+. Devido a isto, estes efluentes não podem ser descartados no meio ambiente sem que seja feito um tratamento prévio com o objetivo de eliminar estes elementos químicos.

Estudos realizados com níquel (Ni2+) demonstraram que elevados níveis desse elemento no cabelo servem como possíveis indicadores de problemas cardi o vasculares e disfünção imune, tendo sido observado alteração dos níveis de imunoglobulinas. A toxicidade deste metal está frequentemente associado a dermatites de contato, alergias, distúrbios renais e hepáticos, infertilidade, câncer pulmonar, estomatite, gengivite, cefaléias, insônia e náuseas. Níveis adequados no organismo de ferro, cobre, zinco e manganês inibem a absorção e retenção do níquel evitando assim maiores problemas na saúde humana (Paiva et al., 1999).

As possíveis fontes passíveis de se encontrar o níquel são em óleos hidrogenados, côco, chocolate, água, materiais dentários, fumo, baterias (de níquel e cádmio), ligas metálicas, poluição industrial, cosméticos e permanentes para cabelos (Mishra and Kar, 1974; Paiva et al., 1999). A quitosana é um polissacarídeo derivado da quitina (copolímero de β-(1 4)-D- glucosamina e β-(1—>4)-N-acetil-D-glucosamina), que é encontrada em abundância na natureza, principalmente em carapaça de crustáceos. A quitina, a matriz para produção da quitosana, tem como função principal manter a estrutura de crustáceos, insetos e alguns fungos. A sua estrutura é semelhante à celulose, diferenciando-se pela ausência da hidroxila no carbono dois (Singh e Ray 1994; Kumar e Majeti, 2000).

Uma das principais utilizações comerciais da quitosana está relacionada com a aplicação em sistemas de tratamento de efluentes de industrias alimentícias (laticínios, frigorífico, aves, beneficiamento de pescado e processamento de ovos) e na recuperação de proteínas. Os resíduos secos, resultantes da precipitação do efluente e da quitosana, podem conter 34-72% de proteína e 36-58% de gordura (Meyers and No, 2000). Outra aplicação da quitosana é na remoção de metais pesados, ácidos e corantes em sistemas de tratamento de efluentes de indústrias têxteis e de baterias de veículos (Synowiecki and Al-Khateeb, 2003).

Buscas de anterioridade revelaram que na PI 0211476-3, intitulada “Utilização de um material à base de fibras orgânicas e/ou inorgânicas e de quitosana para a fixação de íons metálicos”, encontra-se descrito um processo de adsorção e fixação de íons metálicos, contidos em efluentes sólidos ou líquidos, em fibras orgânicas e/ou inorgânicas. As fibras utilizadas foram selecionadas dentre algumas fibras celulósicas tais como: acetato de celulose, algodão, lã, polpa de madeira, fibra de carbono ativado, fibra de vidro ou cerâmica e quitosana. Nesse estudo, a quitosana foi misturada com as demais fibras e foi, então, formada uma folha. Uma suspensão de fibra celulósica contendo quitosana foi introduzida em cartuchos para os estudos de adsorção dos íons metálicos. Estudos da velocidade e capacidade de adsorção de íons metálicos nesses materiais foram detalhadamente descritos. Essa invenção difere do atual invento pelo fato de que nesta invenção foram construídas colunas empacotadas com apenas quitosana sólida obtida a partir de crisálidas do bicho da seda como adsorbato. Essa quitosana possui características físico-químicas diferentes dos materiais utilizados na invenção supracitada. O atual processo caracteriza-se por ser viável e de menor custo.

Ainda, a aplicação foi feita em efluentes específicos de fábricas de baterias para veículos e não apenas em soluções aquosas dos íons metálicos. O uso de quitosana empacotada no estado sólido pode ser considerado uma melhoria pela melhor facilidade de manuseio e recuperação do adsorbente.

Na GB 2338477, intitulada “Leito de adsorbente”, foi descrito um processo de descontaminação e remoção de metais tal como ferro ou sais tóxicos a partir de um fluxo de água. O meio adsorbente para esse processo foi baseado em fibras têxteis, fibras de algodão e algodão/poliéster revestidos com quitosana, em uma quantidade de 3 - 20% em peso. A capacidade de adsorção de alguns íons tais como arsênio, ferro e magnésio foram testadas em pH das soluções aquosas abaixo de 7,0. Essa invenção difere da presente invenção pelo fato de que na atual invenção foram utilizadas colunas empacotadas contendo apenas quitosana. O uso de apenas quitosana torna o método mais simples e barato, com resultados satisfatórios como aqueles obtidos quando foi misturado quitosana e fibras. Ainda, através do presente processo, foi possível notar que apenas a quitosana pode ser utilizada quando empacotada em colunas para remover ferro, assim como chumbo, cobre e níquel presentes nos efluentes reais das indústrias de baterias para veículos.

Na WO 90/02708 foi descrito um processo de remoção de íons metálicos a partir de efluentes utilizando quitosana microcristalina, com grau de acetilação maior que 30%, incorporada na forma de emulsão e mantida em contato com o efluente aquoso. A utilização de quitosana na forma de emulsão pode acarretar em perdas do material disperso na solução devolvendo o metal para o leito de rios, solos etc. Esse processo foi realizado similarmente aos processos de coagulação e floculação convencionais. A presente invenção difere da invenção supracitada pelo fato de utilizar uma coluna de quitosana sólida obtida a partir das crisálidas do bicho da seda. Nesse caso, foi estudado um processo de separação e remoção dos metais através da coluna e não foram estudados processos de coagulação e floculação. Essa quitosana possui maior porosidade e maior probabilidade de adsorção de íons metálicos. Ainda, as colunas empacotadas evitam a perda de material no leito dos efluentes, uma vez que a saída da coluna é preenchida com lã de vidro. Nesse caso, apenas o efluente livre de metais deve passar sem perdas do adsorbente dentro da coluna.

Na US 5453203, intitulada “Processo e dispositivo para purificação de águas com baixo teor de poluição”, está descrito um processo de remoção de íons metálicos a partir de efluentes industriais pela adição de coagulante a base de quitosana. Essa invenção difere da atual invenção pelo fato de que nesta invenção foi utilizada uma coluna empacotada com quitosana sólida para os estudos de remoção de íons metálicos a partir de efluentes de indústrias de baterias para veículos. Ainda, o processo atual é para a remoção de apenas íons metálicos e não para atuar como material coagulante. A atual invenção sugere o uso de colunas empacotadas para a remoção de íons metálicos a partir de efluentes industriais. Um sistema como esse pode ser utilizado em escala industrial pelo uso de grandes colunas de separação, diferente do que pode ser feito pelos processos de remoção de metais fora de colunas. O processo de coagulação e floculação utilizando quitosana como eletrólito é diferente do processo de adsorção em colunas, não sendo passível de comparação e identificação de qualquer melhoria. Quando comparado os processos de adsorção em colunas empacotadas com os processos de adsorção em materiais coagulados dispersos em recipientes, o processo de coluna é mais fácil de ser maximizado para escala industrial e a coluna mais facilmente recuperada para reuso.

Vantagens do processo frente a outros existentes O presente processo pode remover Pb2+, ou outros metais, em proporções adequadas, quando comparado a outros processos já estabelecidos na literatura, os quais informam as quantidades ideais para remoção de metais a partir de efluentes industriais. O método tem se mostrado simples e barato, devido ao custo de operação e o material utilizado como adsorvente. As otimizações para funcionamento do processo, bem como, as quantidades de metais removidos foram adequadas para os estudos adsorção. O custo final do processo é bem menor do que os processos de floculação e coagulação, que às vezes, não são muito eficientes para remoção de metais. O processo com o uso de coluna de quitosana pode remover os metais por adsorção diretamente do efluente sem haver a necessidade de tratamentos prévios, além disso, o método pode remover Pb2+, Fe3+ e Cu2+ a partir dos efluentes sem uma prévia separação dos mesmos. Este método pode ainda ser aplicado como processo de refinamento de um efluente que passou por um outro método e que deixou resíduos de metais acima do limite máximo permitido pelo CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente). A eficiência do método pode chegar a 100% quando consideradas as características dos adsorventes utilizados, assim como, a concentração dos metais nos efluentes. Os parâmetros utilizados para os estudos foram: fluxo do efluente pela coluna, grau de desacetilação do adsorvente, pH e a quantidade de metal dissolvido na atmosfera.

Descrição do processo O processo, segundo a técnica desenvolvida para remoção de Pb2+, Cu2+, Ni2+ e Fe3+, ou outros metais, a partir dos efluentes das indústrias de baterias para veículos, compreende as seguintes etapas: A secagem a 60°C em estufa de aquecimento, ou por liofilização, do adsorvente utilizado dentro da coluna, e trituração do mesmo em finas partículas, com o objetivo de estudar o melhor tamanho de partícula para o material adsorver metais.

Após o adsorvente previamente triturado, realizou-se testes padrões de adsorção dos metais em questão para avaliar as melhores condições para estudo de remoção.

Os testes padrões para as análises das melhores condições de uso do adsorvente foram realizadas utilizando-se 50mL de padrões dos metais Pb2+, Fe3+, Ni2+e Cu2+, colocados em contato com 50mg de quitosana respectivamente. Não foram realizados testes padrões com Cd2+ porque o mesmo não foi encontrado no efluente das indústrias de baterias para veículos. O pH estudado foi na faixa de 2,0 a 6,0 e a agitação foi mantida próxima de 300 rpm (rotações por minuto). A temperatura foi mantida próxima a 20 ± 0,1°C. Os cálculos de mg adsorvente / g adsorvato foram realizados através da diferença entre a massa do metal inicial pela massa do metal que restou em solução após um período de contato entre adsorvente-adsorvato (Paulino et al., 2006). O tamanho das partículas para os estudos de adsorção foi selecionado através de peneiras para análise granulométrica com aberturas de 300 e 425pm respectivamente.

Após as análises das melhores condições entre adsorvente/adsorvato foi realizado o estudo da remoção dos metais passando a amostra de efluente das indústrias de baterias pela coluna de quitosana com um fluxo de 1 mL min'1. Diferentes amostras foram coletadas na parte inferior da coluna em diferentes tempos para analisar a capacidade de retenção dos íons metálicos pelo adsorvente dentro da coluna. A seguir, as concentrações dos metais foram analisadas por técnicas voltamétricas. A descrição que segue e as figuras anexas espelham um exemplo não limitativo, compreendendo um modo preferido de realizar o processo descrito nesse documento.

Nas figuras 01 e 02 estão esquematizados, respectivamente, os efeitos da mudança de pH do meio aquoso na precipitação de Pb2+, Ni2+ e Cu2+ e os estudos de adsorção de Pb2+, Ni2+ e Cu2+ no adsorvente. Os parâmetros experimentais foram: Tamanho de partículas de 300-425pm; temperatura 20,0 ± 0,1°C e agitação de 300 rpm.

Nas figuras 03, 04 e 05 estão esquematizadas as mudanças nas capacidades de adsorção para Pb2+ (Figura 03), Cu2+ (Figura 04) e Ni2+ (Figura 05) no adsorvente com variação do grau de desacetilação. Os parâmetros experimentais foram: Tamanho de partículas de 300-425pm; pH 5,0; tempo de contato 240 à 480 minutos, agitação de 300 rpm e temperatura de 20,0 ± 0,1 °C.

Na figura 06 está esquematizada a capacidade máxima de adsorção para Pb2+, Ni2+ e Cu2+ em quitosana com grau de desacetilação de 80%; pH 5,0; tamanho de partículas de 300-425pm; agitação de 300 rpm e temperatura de 20,0 ± 0,1°C.

Nas figuras 07 e 08 estão esquematizadas as isotermas de Langmuir e Freundlich para a adsorção de Pb2+ em quitosana com grau de desacetilação 80%; tamanho de partícula de 300-425pm; pH 5,0; agitação de 300 rpm; tempo de contato 24 horas e temperatura de 20.0 ± 0,1°C.

Nas figuras 09 e 10 estão esquematizadas as isotermas de Langmuir e Freundlich para a adsorção de Cu2+ em quitosana com grau de desacetilação 80%; tamanho de partícula de 300-425pm; pH 5,0; agitação de 300 rpm; tempo de contato 24 horas e temperatura de 20.0 ± 0,1 °C.

Nas figuras 11 e 12 estão esquematizadas as isotermas de Langmuir e Freundlich para a adsorção de Ni2+ em quitosana com grau de desacetilação de 80%; tamanho de partícula de 300-425 pm; pH 5,0; agitação de 300 rpm; tempo de contato 24 horas e temperatura de 20,0 ± 0,1°C.

Nas figuras 13, 14 e 15 estão esquematizados os aparatos usados para o tratamento do efluente das indústrias de baterias para veículos. As fotos mostram as colunas usadas para a adsorção de Fe3+, Cu2+ e Pb2+ a partir das amostras do efluente. (Figura 13) coluna com adsorvente puro (Grau de desacetilação de 80%); (Figura 14) adsorvente- metais; (Figura 15) sistema usado para os experimentos com passagem das amostras por diferença gravitacional.

Nas figuras 16 e 17 estão esquematizados os perfis das curvas para remoção de Fe3+, Cu e Pb a partir dos efluentes das indústrias de baterias para veículos em coluna empacotada com o quitosana 80% desacetilada. (Figura 16) pH = 3,0; (Figura 17) pH = 5,0. Outras condições experimentais para ambas as figuras: Taxa de fluxo do efluente 1 mL min'1; massa do adsorvente na coluna 50mg; tamanho de partículas do adsorvente 300-425pm; pH do efluente 5,0.

Nas figuras 18 e 19 estão esquematizados resultados de TGA para o adsorvente puro e para o complexo adsorvente-metal. (Figura 18) TGA, e (Figura 19) diferencial.

Na tabela 1 estão relacionados os parâmetros obtidos através das isotermas de Langmuir e Freundlich para estudos de adsorção de Pb2+, Ni2+ e Cu2+ em quitosana usada como adsorvente de baixo custo.

Caracterizações das possibilidades de realizar o evento Atualmente, vários cientistas tem se dedicado na busca de novos métodos para tratamentos de efluentes, tanto aqueles contaminados com metais pesados, quanto aqueles contaminados com corantes têxteis ou outros tipos de contaminantes. A busca por substituição dos métodos atualmente aplicados vem crescendo a cada ano com o objetivo de diminuir o custo do processo e permitindo a mesma eficiência. Neste intuito, adsorventes de baixo custo tem sido uma estratégia aplicada para o tratamento de efluentes, para o tratamento de água contaminada com metais pesados e para o tratamento de efluentes contaminados com corantes industriais (Paulino et al., 2006a,b).

Os métodos de remoção destes poluentes são em geral pouco eficientes, além do alto custo, o que muitas vezes, inviabiliza o uso em larga escala. Levando em consideração que o Paraná é o principal Estado produtor da seda no Brasil, pode-se obter quitosana a baixo custo e aplicá-la no tratamento de efluentes altamente contaminantes, no caso em questão, o de indústrias de baterias para veículos. O procedimento utilizado para o tratamento de efluentes contaminados com metais pesados utilizando quitosana produzida a partir das crisálidas do bicho da seda tem uma aparelhagem simples que pode minimizar desde o gasto com energia elétrica até mesmo com materiais e reagentes.

Avaliando os resultados obtidos para o processo de tratamento em questão, conclui-se que ele pode ser usado para o tratamento de efluentes de indústrias de baterias para veículos com viabilidade suficiente para substituir métodos tradicionais tais como: carvão ativado, floculação, coagulação, dentre outros. As características deste processo leva-nos a crer que sua utilização em tratamentos de água e efluentes industriais, pode ser explorado. A relação custo/benefício, e a facilidade em implantação deste método, até mesmo em escalas industriais, os baixos custos dos materiais utilizados, pode substituir com êxito outros métodos que possui menos viabilidade e que tem sido utilizados atualmente.

Claims (2)

1.

Processo para remoção de metais pesados a partir de efluentes das indústrias de baterias para veículos, mediante o uso da quitina e da quitosana, obtidas a partir dos rejeitos obtidos nas indústrias de fiação após o processamento do fio de seda das crisálidas do bicho da seda, como adsorvente de baixo custo, caracterizado pelo fato de utilizar um sistema de colunas empacotadas com quitina e quitosana, grau de desacetilação de 80%, para a remoção dos metais, por adsorção dos íons metálicos, diretamente do efluente, em que através das colunas, o efluente contendo Pb , Ni , Fe e Cu é conduzido em fluxo de lmL.min'1, sendo o tratamento realizado com a trituração do adsorvente para a faixa de granulometria da partícula de 300 a 425 pm, com o efluente na faixa de pH de 2,0 a 6,0, com agitação de cerca de 300 rpm, temperatura entre 20,0 ± 0,1 °C, e tempo de contato entre 4 e 24 horas.