Estudio teórico de la oxidación de CO con O2 usando catalizadores de Au-Pd y Au-Pt / Theoretical study of the CO Oxidation with O2 using Au-Pd and Au-Pt catalysts / Estudo teórico da oxidação de CO com O2 usando catalisadores de Au-Pd e Au-Pt

Resumen En el presente estudio se realizaron cálculos con base en la Teoría del Funcional de la Densidad Electrónica (DFT) con la aproximación B3PW91/LANL2DZ para optimizar los sistemas monometálicos y bimetálicos Au9, Au8Pd, Au8Pt, AuPd8, AuPt8, Pd9 y Pt9. Los materiales fueron teóricamente evaluados como catalizadores para la oxidación de monóxido de carbono (CO) y se determinó el sistema más favorable para la adsorción de esta molécula. La sustitución de átomos de Pt y Pd por átomos de Au en los nonámeros generó un cambio en la estructura tridimensional del sistema. El análisis de reactividad global mostró que el clúster más reactivo es PÍ9, seguido por AuPt s . Los índices de Fukui identificaron los sitios más susceptibles para un ataque nucleofílico de ambos clústeres. La adsorción de CO generó una cascada de oxidación que liberó ~4,5 eV, indicando que la reacción es altamente exotérmica y exergónica. Los clústeres AuPt s y Pt 9 mostraron los valores más bajos de energía de activación de la etapa determinante del mecanismo. En general, la sustitución de un átomo de platino (o paladio) por un átomo de oro no afecta la reactividad de los nonámeros y, por tanto, se infiere que el clúster AuPt s podría ser un catalizador promisorio en la oxidación de CO.

Abstract In the current study were development calculations based on Density Functional Theory (DFT) with the B3PW91/LANL2DZ approach for optimizing both monometallic and bimetallic systems: Au9, AusPd, Au8Pt, AuPds, AuPts, Pd9 y Pt9. Such materials were theoretically tested as catalyst for the oxidation of carbon monoxide (CO) and the most favorable system for its further adsorption was determined. The substitution of Pt and Pd by Au atoms in the nonamers generated a change in the tridimensional structure of the system. The global reactivity analysis showed that the most reactive cluster is Pt9 followed by AuPts. On the other hand, the Fukui indexes identified the most susceptible sites for a nucleophilic attack of both clusters. The CO adsorption generated an oxidation cascade which liberated ∼ 4.5 eV, indicating that the reaction is highly exothermic and exergonic. Both AuPt8 and Pt9 showed the lowest values of activation energy in the determining step of the mechanism. In general, the substitution of a Pt (Pd) atom by an Au atom does not affect the reactivity of the nonamers and then it is inferred that the AuPds cluster could be a promissory catalyst in the CO oxidation.

Resumo No presente estudo, cálculos baseados na Teoria do Funcional da Densidade Eletrônica (DFT) com a abordagem B3PW91/LANL2DZ foram realizados para otimizar sistemas monometálicos e bimetálicos Au9, Au8Pd, Au8Pt, AuPd8, AuPt8, Pd9 y Pt9. Tais materiais foram teoricamente avaliados como catalisadores para a oxidação do monóxido de carbono (CO) e foi determinado o sistema mais favorável para a adsorção desta molécula. A substituição dos átomos de Pt e Pd por átomos de Au nós não-nomes gerou uma mudança na estrutura tridimensional do sistema. A análise de reatividade global mostrou que o cluster mais reativo é Pt9, seguido por AuPt8. Os índices de Fukui identificaram os sítios mais suscetíveis ao ataque nucleofílico de ambos os clusters. A adsorção de CO gerou uma cascata de oxidação que liberou ~4,5 eV, indicando que a reação é altamente exotérmica e exergônica. Os aglomerados AuPt 8 y Pt 9 apresentaram os menores valores de energia de ativação do estágio determinante do mecanismo. Em geral, a substituição de um átomo de platina (ou paládio) por um átomo de ouro não afeta a reatividade dos não-nomes e, portanto, infere-se que o aglomerado AuPt 8 pode ser um catalisador promissor na oxidação do CO.

Remoção de carbono orgânico dissolvido de águas filtradas com tratamento complementar por pré-oxidação com ozônio e adsorção em carvão ativado / Removal of dissolved organic carbon in filtered water complemented with treatment by pre-oxidation with ozone and adsorption on activated carbon

Resumo Este trabalho teve como objetivo avaliar as remoções de carbono orgânico dissolvido presente em águas filtradas de estação de tratamento de água com tratamento complementar por pré-oxidação com ozônio e adsorção em carvão ativado granular. Para o estudo de adsorção foi utilizado o método de ensaio rápido em coluna de escala reduzida, com carvão ativado produzido de cascas de coco. Realizou-se a comparação entre as curvas de ruptura para os ensaios com e sem aplicação de ozônio. Os resultados mostraram reduções nas concentrações de carbono orgânico dissolvido no início dos ensaios e após a passagem da água com e sem pré-ozonização pelas colunas ensaio rápido em coluna de escala reduzida seguida de incrementos progressivos das concentrações à medida que se aumentou o volume de leitos tratados. Na fase final dos ensaios, os aumentos de volume de leitos tratados não causaram mudanças significativas nas concentrações efluentes de carbono orgânico dissolvido. O mesmo comportamento foi observado com relação à absorção em radiação ultravioleta a 254 nm. O uso de ozônio previamente à adsorção em carvão ativado granular, usando o método ensaio rápido em coluna de escala reduzida, resultou em maiores reduções na absorbância da luz ultravioleta em 254 nm do que nas concentrações de carbono orgânico dissolvido. As absorbâncias específicas à radiação ultravioleta das amostras ozonizadas foram menores do que as que não receberam ozônio.

Abstract The objective of this study was to evaluate the removal of dissolved organic carbon in filtered water followed by pre-oxidation with ozone and adsorption on granular activated carbon. The rapid small-scale column test was used for the adsorption essays with activated carbon produced from coconut shells. A comparison was made between the breakthrough curves for tests performed with and without pre-oxidation with ozone. The results showed reductions in dissolved organic carbon concentrations after initial passage of water with and without ozone through the rapid small-scale column test column, followed by progressive increases in concentrations along with the number of the bed volumes. In the final phase of the tests, increases in bed volumes did not cause significative changes in effluent dissolved organic carbon concentrations. The same behavior was also observed with respect to ultra-violet absorbance at 254 nm. The use of ozone prior to adsorption on GAC, using the ERCER method, caused greater reductions on UV254 absorbance than in concentrations of dissolved organic carbon. The specific ultraviolet absorbance values of samples that received ozone were lower than those that were not ozonized.

Estudo do potencial de adsorção de íons de ferro de água contaminada com drenagem ácida de mina utilizando geopolímero à base de cinza da casca de arroz e resíduo cerâmico / Removal of iron ions from water contaminated with acid mine drainage by geopolymer derived from rice husk ash and ceramic residue

Resumo A drenagem ácida de mina da mineração de carvão é um dos mais graves problemas ambientais que existem atualmente e é caracterizada, principalmente, por apresentar elevada acidez, baixo pH e expressiva concentração de metais tóxicos, como ferro, Mn e muitos outros, afetando diretamente mananciais e rios. Em busca de uma alternativa que pudesse melhorar, de forma eficiente e econômica, os níveis de acidez e ferro da água impactada pela drenagem ácida de mina, foi desenvolvido um adsorvente geopolimérico à base de materiais residuais da indústria cerâmica e do beneficiamento de arroz (cinzas da casca de arroz). O objetivo desta pesquisa foi avaliar a eficiência do geopolímero na remoção de íons ferro em água contaminada com drenagem ácida de mina. Foram avaliados aspectos de dosagem do adsorvente, efeito da temperatura, concentrações iniciais de ferro, cinética e parâmetros termodinâmicos do processo de adsorção. O percentual de ferro removido foi de 92,76%, à temperatura de 25 °C, em um período de 20 min, com uma concentração de adsorvente de 4 g L-1. A capacidade máxima de adsorção de ferro pelo geopolímero foi de 7,18 mg.g-1. O principal mecanismo de adsorção ocorreu em razão da quimissorção, que segue o modelo cinético de pseudossegunda ordem. O geopolímero se mostrou como uma alternativa eficiente ao tratamento de água contaminada com drenagem ácida de mina.

Abstract Acid mine drainage is a worldwide problem and is characterized by high acidity, low pH and expressive concentration of heavy metals, such as iron, Mn and many others, directly affecting water sources and rivers. In search of an alternative that could efficiently and economically improve the levels of acidity and water iron impacted by acid mine drainage, a geopolymeric adsorbent based on residual materials was developed: from the ceramic industry and rice processing (rice husk ash). In this work, it was evaluated the efficiency of the geopolymer in removing iron ions in water contaminated with acid mine drainage. Aspects of adsorbent dosage, temperature effect, initial iron concentrations, kinetics and thermodynamic parameters of the adsorption process were evaluated. The percentage of iron removed was 92.76%, at a temperature of 25 °C, for 20 min, with an adsorbent concentration of 4 g L-1, with the maximum capacity for adsorption of iron by the geopolymer being 7.18 mg.g-1. The main mechanism of adsorption occurred due to chemisorption, which follows the kinetic model of pseudo-second order. Geopolymer appears potentially useful an efficient alternative in the treatment of water contaminated with acid mine drainage.

Análise fatorial da adsorção de cobre em solução aquosa por hidroxiapatita / Factor analysis of copper adsorption in aqueous solution by hydroxyapatite

RESUMO O cobre (Cu) é um contaminante frequente das águas residuais, o que pode levar a intoxicação humana e danos ambientais. A hidroxiapatita (HAP) pode ser utilizada para remoção dessa substância de efluentes, pois é de fácil produção e alto rendimento. Assim, o presente estudo objetivou analisar a influência de vários fatores (factorial design) na adsorção do Cu+2 em solução. A HAP foi produzida por meio de precipitação aquosa e, subsequentemente, caracterização por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). A influência das variáveis pH, concentração inicial (Ci) e massa adsorvente na adsorção de Cu+2 foi analisada por intermédio de um planejamento fatorial 12 (23), com 4 pontos centrais. As três variáveis analisadas foram estatisticamente significantes, sendo possível observar remoções acima de 80% do metal dissolvido em solução. A análise de variância (ANOVA) mostrou que o pH da solução (1), a massa adsorvente (3), a concentração inicial de metal (2) e a interação 2x3 (23) foram estatisticamente significantes. A eficiência máxima de remoção de Cu+2 obtida no procedimento de otimização foi de 85,33%.

ABSTRACT Copper is a frequent contaminant of wastewater, which can lead to human intoxication and environmental damage. The hydroxyapatite (HAP) can be used to remove this substance from wastewater, as it is easy to produce and has high yield. Thus, the present study aimed to analyze the influence of several factors (factorial design) on the adsorption of Cu+2 in solution. HAP was produced by means of aqueous precipitation and subsequently characterized by XRD, FTIR, EDS, and TEM. The influence of the variables pH, initial concentration (Ci), and adsorbent mass on the adsorption of Cu+2 was performed through 12 factorial design (23), with four central points. The three variables analyzed were statistically significant, being possible to observe removals above 80% of the dissolved metal in solution. The analysis of variance (ANOVA) showed that the pH of the solution (1), the adsorbent mass (3), the initial concentration of metal (2), and the interaction 2×3 were statistically significant. The maximum Cu+2 removal efficiency obtained in the optimization procedure was 85.33%.

Tratamento numérico e ensaios experimentais da remoção de fenol em reator batelada e coluna de leito fixo utilizando carvão ativado / Numerical treatment and experimental tests of phenol removal in batch and fixed bed column using activated carbon

RESUMO Neste estudo, foram obtidas as cinéticas e isotermas de adsorção do fenol presentes em efluentes sintéticos em reator batelada e coluna de leito fixo, utilizando como adsorvente carvão ativado de casca de coco. O objetivo foi a obtenção dos parâmetros cinéticos e de equilíbrio do processo para simular diferentes condições operacionais em uma coluna de adsorção em leito fixo. Foram avaliadas a influência do pH, a massa de adsorvente, a concentração inicial de fenol e três diferentes temperaturas para os testes em reator batelada. Foi possível trabalhar no pH natural da solução e o aumento da temperatura indicou adsorção exotérmica, favorável e espontânea. Os dois modelos de isoterma (Langmuir e Freundlich) representaram bem os dados experimentais (R2 ≈ 0,9). Valores aproximados de capacidade máxima de adsorção foram encontrados para o reator batelada e para a coluna de leito fixo (qmáx = 41,69 mg.g-1 para o reator batelada e qmáx = 41,98 mg.g-1 para a coluna de leito fixo). O método de Volumes Finitos foi utilizado na discretização das equações matemáticas e um algoritmo computacional foi implementado em linguagem FORTRAN. O código computacional foi validado com dados experimentais deste trabalho (erro médio de 13%), podendo-se assim simular diferentes condições operacionais do sistema de adsorção em coluna de leito fixo com vista a futuras aplicações industriais.

ABSTRACT In this study, the kinetics and adsorption isotherms of phenol present in synthetic effluents were obtained in a batch reactor and fixed bed column, using adsorbent coconut shell activated carbon. The objective was to obtain the kinetic and equilibrium parameters of the process to simulate different operating conditions in a fixed bed adsorption column. The influence of the pH, adsorbent mass, initial phenol concentration, and three different temperatures for the batch reactor tests were evaluated. It was possible to work on the natural pH of the solution and the temperature increase indicated exothermic, favorable, and spontaneous adsorption. Both isotherm models (Langmuir and Freundlich) represented the experimental data (R2 ≈ 0.9). Approximate values of maximum adsorption capacity were found for the batch reactor and for the fixed bed column (qmax = 41.69 mg g-1 for the batch reactor and qmax = 41.98 mg g-1 for the fixed bed column). The Finite Volume method was used in the discretization of the mathematical equations and a computational algorithm was implemented in FORTRAN programming language. The computational code was validated with experimental data of this work (mean error of 13%) and it was possible to simulate different operational conditions of the fixed bed column adsorption system for future industrial applications.

Materiales carbonosos preparados a partir de cuesco de palma en la adsorción de CO2. Caracterización elemental, próxima y morfológica / Carbonaceous materials prepared from Palm shells for the adsorption of CO2. Elemental, proximal, and morphological characterization / Materiais carbonosos preparados a partir de Cuesco de Palma en a adsorção de CO2. Caracterização elementar, proximal e morfológica

Resumen En la presente investigación se prepararon sólidos porosos tipo carbón activado (CA) a partir de la activación química del cuesco de palma africana procedente de los cultivos de la región de la Guajira, Colombia, con soluciones de Fe(NO3)3 y Cu(NO3)2 con cambio en la concentración a dos diferentes temperaturas: 973 y 1073 K. Los sólidos adsorbentes preparados se caracterizaron para determinar sus propiedades fisicoquímicas y capacidades de adsorción de CO2. Los CA obtenidos presentan micro mesoporosidad con áreas superficiales entre 5 y 1300 m2g-1. Los valores con respecto al contenido de carbono fijo se encuentran entre 47,1 y 78,4%; los resultados evidencian que el proceso de activación tiene efectos sobre los parámetros texturales, composición elemental y proximal de los sólidos obtenidos. También se realizó la caracterización morfológica de la superficie de los materiales con SEM evidenciando la formación de mayor rugosidad en las muestras activadas a 1073 K, específicamente, los carbones activados con el nitrato cúprico; además, mediante EDX se cuantificó la presencia de algunos elementos. Los valores obtenidos de la adsorción de CO2 a bajas presiones se encuentran entre 80 y 250 mg•g-1, evidenciándose una mayor afinidad hacia los sólidos adsorbentes (MCu3 y MFe5).

Abstract In the present investigation, porous solids type activated carbon (CA) were prepared from the chemical activation of the African palm shells from the crops of the Guajira region, Colombia, with solutions of Fe(NO3)3 and Cu(NO3)2 with change in concentration at two different temperatures: 973 and 1073 K. The prepared adsorbent solids were characterized to determine their physicochemical properties and CO2 adsorption capacities. The CAs obtained present micro-mesoporosity with surface areas between 5 and 1300 m2g-1. The values with respect to the fixed carbon content are between 47.1% and 78.4%; the results show that the activation process has effects on the textural parameters, elemental and proximal composition of the solids obtained. The morphological characterization of the surface of the materials was also carried out with SEM, evidencing the formation of greater roughness in the samples activated at 1073 K, specifically, the activated carbons with cupric nitrate; furthermore, the presence of some elements was quantified by EDX. The values obtained from the adsorption of CO2 at low pressures are between 80 and 250 mg•g-1, showing a greater affinity towards adsorbent solids (MCu3 and MFe5).

Resumo Na presente investigação, sólidos porosos do tipo carvão ativado (CA) foram preparados a partir da ativação química do Cuesco de Palma Africana de lavouras da região de Guajira-Colômbia com soluções de Fe(NO3)3 e Cu(NO3)2 com alteração em concentração em duas temperaturas diferentes 973 e 1073 K. Os materiais preparados foram caracterizados para avaliar suas propriedades físico-químicas e capacidades de adsorção de CO2. Os (CAs) obtidos apresentam micro-mesoporosidade com áreas superficiais entre 5 e 1300 m g-1. Os valores com relação ao teor de carbono fixo estão entre 47,1 - 78,4%, os resultados mostram que o processo de ativação tem efeitos nos parâmetros texturais, composição elementar e proximal dos sólidos obtidos. A caracterização morfológica da superfície dos materiais também foi realizada com MEV, evidenciando a formação de maior rugosidade nas amostras ativadas a 1073 K, especificamente os carbonos ativados com nitrato cúprico, e a presença de alguns elementos foi quantificada por EDX. Os valores obtidos na adsorção de CO2 em baixas pressões estão entre 80-250 mg•g-1, mostrando uma maior afinidade para sólidos adsorventes (MCu3 e MFe5).

Produção, caracterização e aplicação de carvão ativado de caroço de pêssego no tratamento de efluente têxtil / Production, characterization, and application of activated charcoal from peach kernel in textile effluent treatment

RESUMO O objetivo deste estudo foi caracterizar a produção de um carvão de caroço de pêssego e também avaliar a adsorção de corantes têxteis pelo carvão ativado de caroço de pêssego. A ativação do carvão foi realizada utilizando cloreto de zinco como agente oxidante. O carvão ativado foi então utilizado na adsorção de corantes, para posterior aplicação no tratamento de um efluente têxtil. Primeiramente, realizou-se a produção de carvão ativado com as temperaturas de 500, 700 e 900°C e tempo de carbonização de 10 15 e 20 minutos e verificou-se a remoção dos corantes preto reativo 5 e azul de metileno. De acordo com a metodologia de superfície de resposta, a melhor temperatura de produção apresentou-se acima de 700°C com tempo de exposição de 10 minutos para os dois corantes. Desse carvão ativado, avaliaram-se os dados de densidade, teor de umidade e cinzas, pH e rendimento. Também foram realizados ensaios cinéticos e de equilíbrio. Os dados foram ajustados a três modelos cinéticos. As medidas para determinação da eficiência na remoção de cor do efluente têxtil foram realizadas pelo método espectrofotométrico e demonstraram média de remoção superior a 62% da cor presente no efluente bruto. Desse modo, o caroço de pêssego demonstrou elevado potencial para a produção de carvão ativado visando o tratamento de efluentes contendo corantes, podendo servir como alternativa de baixo custo.

ABSTRACT The aim of this study was to characterize the production of activated charcoal from the peach kernel and assess the adsorption of textile dyes by this activated charcoal. The activation of the charcoal was performed using zinc chloride as the oxidizing agent. The activated charcoal was then used in the adsorption of dyes for later application in the treatment of a textile effluent. Firstly, the production of activated carbon was carried out at temperatures of 500, 700, and 900°C and carbonization time of 10, 15, and 20 minutes and the removal of the Reactive Black 5 and Methylene Blue dyes was verified. According to the methodology of response surface, the best production temperature was above 700°C with 10 min exposure for both dyes. From this activated carbon, data on density, moisture and ash content, pH, and yield were evaluated. Kinetic and equilibrium tests were also performed. The data were fitted to three kinetic models. The measures to determine the efficiency in the color removal of the textile effluent were carried out by the spectrophotometric method and demonstrated an average removal greater than 62% of the color present in the raw effluent. In this way, the peach kernel demonstrated a high potential for the production of activated carbon aiming at the treatment of effluents containing dyes and can serve as a low cost alternative.

Estudo de propriedades físico-químicas na avaliação da adsorção em biocarvão produzido com folhas de amendoeira-da-praia / Study of physico-chemical properties in the evaluation of adsorption in biochar produced from leaves of amendoeira-da-praia

RESUMO Este estudo avaliou as propriedades físico-químicas envolvidas no processo de adsorção para subsidiar o potencial uso de biocarvão produzido com folhas secas de amendoeira-da-praia, Terminalia catappa, como remediador em águas contaminadas com metais. O biocarvão utilizado foi produzido por conversão à baixa temperatura e caracterizado por apresentar bandas de O-H, CH2, C-O e C-O-C; teores de 48,8% de carbono, 46,6% de oxigênio, 3,3% de hidrogênio e demais entre enxofre e nitrogênio; presença de macroporos e passado em peneira (100 mesh). Para o estudo, preparou-se um coquetel de radiotraçadores (Co-57, Mn-54 e Zn-65), que foi adicionado à água deionizada e massas de biocarvão com o objetivo de obter parâmetros tais como pH, tempo de equilíbrio e capacidade de adsorção por meio das isotermas de Langmuir e Freundlich. O detector de Germânio Hiperpuro foi utilizado para quantificar as atividades dos radiotraçadores por meio da técnica de espectroscopia gama para geração e tratamento de dados. Os resultados obtidos mostraram aumento na adsorção do pH 3,8 em diante e tempo de equilíbrio de 30 minutos ou mais. As isotermas de Langmuir e Freundlich construídas apresentaram bons ajustes, com valores de n maiores que 1, indicando preferência dos metais pelo material adsorvente. Além disso, levando-se em conta a competição pelos sítios ativos e a concentração inicial das soluções (ordem de picogramas), foram encontradas capacidades de adsorção de 1,273 ng.g-1 para o Zn-65, de 3.271 ng.g-1 para o Co-57 e de 9,026 ng.g-1 para o Mn-54.

ABSTRACT This study evaluated the physical-chemical properties of the adsorption process in biochar produced from dry leaves of beach-almond, Terminalia catappa, as a useful tool for remediation purposes in water contaminated with metals. The biochar was characterized by having: bands of O-H, CH2, C-O, and C-O-C; contents of 48.8% carbon, 46.6% oxygen, 3.3% hydrogen and the others between sulfur and nitrogen; the presence of macropores; and being sieved (100 mesh). Parameters such as pH, equilibrium time and adsorption capacity by the Langmuir and Freundlich isotherms were determined from experiments using a radiotracer cocktail (Co-57, Mn-54 and Zn-65) which was added to deionized water and a constants mass of biochar. The high-purity germanium detector (HPGe) was used to quantify the radiotracer activity by gamma spectroscopy. The results showed better adsorption from pH 3.8 and 30 minutes equilibrium time. The Langmuir and Freundlich isotherms had a good model fit, with n values higher than 1, and showed affinity between the metals and the biochar. The adsorption capacities of Zn-65, Co-57 and Mn-54 were 1.273 ng.g−1, 3.271 ng.g−1 and 9.026 ng.g−1, respectively.

Saccharomyces cerevisiae as a probiotic agent and a possible aflatoxin B1 adsorbent in simulated fish intestinal tract conditions / Saccharomyces cerevisiae como agente probiótico e possível adsorvente de aflatoxina B1 em condições simuladas do trato intestinal de peixes

The aim of this study was to evaluate in vitro the probiotic potential and absorption of Saccharomyces cerevisiae for the aflatoxin B1 in simulated fish intestinal tract conditions. Three yeast strains were used, two from brewery: S. cerevisiae RC1 and S. cerevisiae RC3 and one from a fish farming environment: S. cerevisiae A8L2. The selected yeasts were subjected to the following in vitro tests: homologous inhibition, self-aggregation, co-aggregation, antibacterial activity, gastrointestinal conditions tolerance and adsorption of AFB1. All S. cerevisiae strains showed good capability of self-aggregation and co-aggregation with pathogenic bacteria. All yeast strains were able to survive the gastrointestinal conditions. In acidic conditions, the factors (strain vs. time) had interaction (P=0.0317), resulting in significant variation among the strains tested in the time periods analyzed. It was observed that there was also interaction (P=0.0062) in intestinal conditions, with an increased number of cells in the 12-hour period for all strains tested. In the adsorption test, the A8L2 strain was statistically more effective (P<0.005) for both AFB1 concentrations evaluated in this study (10 and 25ng/mL). Thus, it was observed that the strains of S. cerevisiae have potential probiotic and adsorbent of AFB1.(AU)

Objetivou-se, com esta pesquisa, avaliar in vitro o potencial probiótico e adsorvente de Saccharomyces cerevisiae para aflatoxina B1 em condições simuladas do trato intestinal de peixes. Foram utilizadas três cepas de leveduras, sendo duas provenientes de cervejaria: S. cerevisiae RC1 e S. cerevisiae RC3, e uma de ambiente de piscicultura: S. cerevisiae A8L2. As leveduras selecionadas foram submetidas aos seguintes testes in vitro: inibição homóloga, autoagregação, coagregação, atividade antibacteriana, viabilidade às condições gastrointestinais e adsorção de AFB1. Todas as estirpes de S. cerevisiae mostraram boa capacidade de autoagregação e coagregação com bactérias patogênicas. Todas as estirpes de levedura foram capazes de sobreviver às condições gastrointestinais. Em condições ácidas, os fatores (cepa x tempo) tiveram interação (P=0,0317), resultando em variações significativas entre as cepas testadas nos períodos de tempo analisados. Observou-se que também houve interação (P=0,0062) em condições intestinais, havendo um aumento do número de células no período de 12h para todas as cepas avaliadas. No ensaio de adsorção, a estirpe A8L2 foi a mais eficaz estatisticamente (P<0,005), para as duas concentrações de AFB1 avaliadas neste estudo (10 e 25ng. mL-1). Dessa forma, conclui-se que as cepas de Saccharomyces cerevisiae possuem potencial probiótico e adsorvente de AFB1.(AU)

Evaluación de un reactor para la degradación fotocatalítica de glifosato empleando un catalizador de TiO2-Mn / Evaluation of a reactor for the photocatalytic degradation of glyphosate with a catalyst TiO2-Mn / Avaliação de reator para a degradação fotocatalítica do glifosato usando um catalisador de TiO2-Mn

Resumen En el presente trabajo se evaluó la degradación fotocatalítica del herbicida glifosato en solución acuosa con un catalizador comercial (TiO2 Degussa P25) y un catalizador sintetizado a partir de TiO2 dopado con manganeso (TiO2-Mn), soportados en anillos de borosilicato de diámetro interno y externo de 6,52 mm y 7,59 mm, respectivamente, y una longitud aproximada de 9,43 mm, mediante el uso de un reactor continuo de lecho empacado. El catalizador fue caracterizado por FTIR, SEM-EDS y AFM, con lo cual se determinaron algunas propiedades físicas y químicas del mismo. Las condiciones de operación del reactor fueron un caudal de alimentación de 4,25 mL min-1 de una solución de glifosato de pH natural de 4,45 y un tiempo de retención de 1 h y 25 min, en el cual se llevaron a cabo ensayos de fotocatálisis heterogénea, fotólisis y adsorción por un tiempo de 150 min. De lo anterior, se obtuvieron los porcentajes de remoción y el orden de la reacción fotocatalítica para el catalizador soportado en los anillos. A partir de los estudios de degradación realizados, con el TiO2-Mn soportado en los anillos, se logró un porcentaje máximo de degradación de 39.19%, mientras que, con el catalizador comercial TiO2 Degussa P25, se alcanzó un 28.6% de remoción. El modelo de reacción que sigue la degradación del glifosato es de difusión intrapartícula, debido a los procesos difusivos en los que la molécula de glifosato es adsorbida en los poros del catalizador para luego ser degradada.

Abstract In this work, the photocatalytic degradation of the herbicide glyphosate in aqueous solution was evaluated. Assays were performed on a commercial catalyst (TiO2 Degussa P25) and a catalyst synthesized from TiO2 doped with manganese (TiO2-Mn) supported on borosilicate rings, with an internal and external diameter of 6.52 mm and 7.59 mm respectively, and an approximate length of 9.43 mm, using a continuous packed bed reactor. The synthesized catalyst was characterized with techniques as FTIR, SEM-EDS, and AFM, which allowed to evaluating its chemical and physical properties. The reactor operating conditions were a feed flow rate of 4.25 mL min-1 of a pH 4.45 glyphosate solution and retention time of 1 h and 25 min. In such experiments, heterogeneous photocatalysis, photolysis, and adsorption test were carried out for 150 min, obtaining results of degradation percentages and the order of photocatalytic reaction for the catalyst supported in the rings and the powder in suspension. From the removal studies, a maximum degradation percentage of 39.19% was reached with TiO2-Mn supported in the rings. In contrast, the commercial catalyst TiO2 Degussa P25 had a 28.6% of removal. The glyphosate degradation follows an intraparticle diffusion model due to a diffusive process, where the glyphosate molecule is adsorbed in the catalyst pores and then degraded.

Resumo Neste trabalho, a degradação fotocatalítica de glifosato em solução aquosa foi avaliada com um catalisador comercial (TiO2 Degussa P25) e sintetizado a partir de TiO2 dopado com manganês (Mn-TiO2) com suporte em anéis de borosilicato de diâmetro interno e externo de catalisador 6,52 mm e 7,59 mm, respectivamente e um comprimento de aproximadamente 9,43 mm, usando um leito empacotado reator contínuo. O catalisador sintetizado foi caracterizado com FTIR, SEM-EDS and AFM, o que permitiu a sua morfologia e composição. As condições de operação do reactor foi alimentada à velocidade de 4,25 mL min-1 de uma solução de pH natural de 4,45 glifosato e um tempo de retenção de 1 hora e 25 minutos; em que foram realizados ensaios de fotocatálise heterogénea, fotólise, tempo de adsorção de 150 minutos, obtendo-se como percentagens resultados de remoção e com a reação fotocatalítica para o catalisador suportado em anéis. A partir dos estudos, foi obtido uma taxa máxima de degradação com TiO2-Mn suportado em anéis de 39,19% em comparação com o catalisador comercial de TiO2 Degussa P25 com os quais obtiveram porcentagens de degradação de 28,6%. A degradação do glifosato segue um modelo de difusão intrapartícula devido ao processo difusivo em que a molécula de glifosato é adsorvida no catalisador poros logo a ser degradada.

Pós-tratamento de lixiviados coagulados por adsorção em resíduos da ostreicultura / Post-treatment of coagulated leachate by adsorption in ostreculture waste

RESUMO Neste trabalho, foi realizado o tratamento do lixiviado de um aterro urbano por meio de uma combinação dos processos de coagulação/floculação e adsorção. O lixiviado empregado foi coletado no aterro de resíduos sólidos urbanos da Muribeca (PE) e coagulado com cal. O objetivo foi avaliar o uso do pó de ostra como adsorvente. Os experimentos de adsorção foram realizados em batelada, utilizando as melhores condições para a ativação e para o processo por intermédio de dois planejamentos experimentais. Em seguida, foram realizados os estudos cinéticos e de equilíbrio e uma avaliação de cada etapa do processo. O tempo de equilíbrio foi de 40 min. As isotermas de adsorção seguiram o modelo de Langmuir e a capacidade máxima de adsorção foi de 45,45 Hazen.L.g-1. A combinação dos processos de tratamento em questão foi bastante eficiente, obtendo reduções de aproximadamente 95% da demanda bioquímica de oxigênio (DBO), 40% da demanda química de oxigênio (DQO) e 70% da cor do lixiviado.

ABSTRACT In this work the leachate treatment of an urban landfill was carried out through a combination of coagulation/flocculation and adsorption processes. The leachate employed was collected in the municipal solid waste landfill of Muribeca-PE and coagulated with lime. The objective was to evaluate the use of oyster powder as adsorbent. The adsorption experiments were performed in batch using the best conditions for activation and process through two experimental designs. Then, the kinetic and equilibrium studies were carried out as well as an evaluation of each stage of the process. The equilibrium time was 40 min. Adsorption isotherms followed the Langmuir model and the maximum adsorption capacity was 45.45 Hazen.L.g-1. The combination of the treatment processes in question was very efficient, achieving a reduction of approximately 95% DBO, 40% COD, 70% of the leachate color.

Landfill leachate treatment using activated carbon obtained from coffee waste / Tratamento de lixiviado de aterro sanitário com carvão ativado obtido de resíduos de café

ABSTRACT A set of experiments were carried out in order to establish and evaluate the potential of activated carbon, produced from coffee waste in adsorption process, in the depuration of landfill leachate. Different reagents were studied in the activation of carbon: HCl, HCl + H2O2, H3PO4, H3PO4 + H2O2, all with an impregnation rate of 1:1. The activated carbon that showed the best global results was activated with H3PO4, obtaining a 51.0, 32.8, 66.0, 81.0 and 97.1% elimination of chemical oxygen demand, ammonia, total chlorine, bromine and copper, respectively. This activated carbon has a total pore area of 4.85 m2/g and a median pore diameter of 65.32 micrometers. When different loads of this carbon were placed in a stirrer system in contact with landfill leachate, with the aim of evaluating the effect of the adsorption load and contact time, the concentration of ammonia decreased from the beginning of the adsorption process to the end of it, and the removal of ammonia increased with the increase in the adsorbent load. However, the trend of the amount adsorbed per unit mass decreased with increased dosage. The model Freundlich equilibrium isotherm fits experimental data adequately, giving R2 values of 0.95, 1/n of 0.5183, and a K value of 7.08*10-5 L/g, being favourable for adsorption process.

RESUMO Foi realizada uma série de experimentos para estabelecer e avaliar o potencial de carvão ativado produzido de resíduos de café por meio de um processo de adsorção na depuração do lixiviado de aterro sanitário. Foram estudados diferentes reagentes para a ativação do carvão: HCl, HCl + H2O2, H3PO4, H3PO4 + H2O2, todos com taxa de impregnação de 1:1. O carvão que apresentou os melhores resultados foi ativado com H3PO4, obtendo uma eliminação de 51,0; 32,8; 66,0; 81,0; e 97,1% de demanda química de oxigênio e concentração de amônia, cloro total, bromo e cobre, respetivamente. O referido carvão ativado tem uma área total de poro de 4,85 m2/g e diâmetro médio de poro de 65,32 micrômetros. Com o objetivo de avaliar o efeito da carga de adsorção e do tempo de contato, foram colocadas diferentes cargas desse carvão em um sistema de agitação em contato com o lixiviado de aterro sanitário. Observou-se que a concentração de amônia diminuiu e que sua remoção foi maior à medida que a carga adsorvente aumentava. No entanto, a quantidade adsorvida por unidade de massa diminuiu com o aumento da dosagem. Os dados experimentais adequaram-se corretamente ao modelo de isoterma de Freundlich, obtendo-se valores de R2 de 0,95, 1/n de 0,5183, e um valor de K de 7,08*10-5 L/g, considerados favoráveis para o processo de adsorção.

Adsorção do azul de metileno em serragem de Pinus elliottii (pinus) e Drepanostachyum falcatum (bambu) / Methylene blue adsorption in Pinus elliottii (pine) and Drepanostachyum falcatum (bamboo) sawdust

RESUMO A cinética, o equilíbrio e os parâmetros termodinâmicos de adsorção foram investigados para a adsorção do corante azul de metileno (AM) por meio dos biossorventes Pinus elliottii (pinus) e Drepanostachyum falcatum (bambu). A cinética de adsorção foi descrita mais precisamente pelo modelo de pseudossegunda ordem, os dados de equilíbrio monocomponente foram mais bem representados pela isoterma de Langmuir, para as três temperaturas estudadas (15, 25 e 35°C), e os parâmetros termodinâmicos demonstraram que o processo de adsorção é exotérmico, de natureza química e não espontâneo. A máxima capacidade adsortiva do pinus foi de 47 mg L-1 e a do bambu, de 38 mg L-1 para os ensaios de adsorção realizados com AM (100 mg L-1 a 35°C). Por fim, os biossorventes foram considerados promissores para a remoção do adsorvato AM em matriz aquosa sob valor de pH próximo à neutralidade (6,5).

ABSTRACT Kinetics, equilibrium and thermodynamic adsorption parameters were investigated for the adsorption of the methylene blue dye (MB) by means of the biosorbents Pinus elliottii (pinus) and Drepanostachyum falcatum (bamboo). The adsorption kinetics were described more precisely by the pseudo-second order model; the monocomponent equilibrium's data were better represented by the Langmuir isotherm for the three temperatures studied (15, 25 and 35°C) and the thermodynamic parameters showed the adsorption process is exothermic, of a chemical nature and not spontaneous. The maximum adsorptive capacity of pinus was 47 mg L-1 and 38 mg L-1 bamboo for adsorption tests performed with MB (100 mg L-1 at 35°C). Finally, the biosorbents were considered promising for the adsorbate MB removal in aqueous matrix under pH value close to neutrality (6.5).

Remoção do 2,4-D em amostras de águas pela adsorção em leitos fixos de carvão ativado granular em escala reduzida / Removal of 2,4-D in water samples by adsorption in fixed beds of granular activated carbon on reduced scale

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio dos testes rápidos de coluna em escala reduzida, a capacidade de adsorção do carvão ativado granular (CAG) na remoção do ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) em amostras de água ultrapura e de água filtrada proveniente de estação de tratamento de água. Os valores da capacidade de adsorção obtidos a partir de amostras de água ultrapura foram 67% superiores aos obtidos para água com presença de matéria orgânica natural (MON). A MON influenciou fortemente a remoção de 2,4-D competindo pelos sítios de adsorção do carvão ativado e diminuiu a capacidade de adsorção para 7,43 mg 2,4-D por grama de CAG. Para a concentração de 2,4-D no afluente igual a 7089 ± 104 µg.L-1 e relação volumeágua/volumeCAG estimado em 766, foi possível produzir água com concentração de 2,4-D inferior a 30 µg.L-1, como recomendado pela Portaria Brasileira de Potabilidade de Água, do Ministério da Saúde (Portaria MS nº 2.914/2011).

ABSTRACT The aim of this study was to assess by means of rapid tests of small-scale column the adsorption capacity of granular activated carbon (GAC) for removal of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) from samples of ultrapure water and filtered water from a water treatment plant. The adsorption capacities values obtained from distilled water samples were 67% higher than those obtained for water having natural organic matter (NOM). NOM strongly influenced the removal of 2,4-D, competing for GAC adsorption sites, and decreasing its adsorption capacity to 7 mg 2,4-D g-1 CAG. For 2,4-D concentration of 7089 ± 104 µg L-1 and the water treated volume/GAC volume at 766, it was possible to produce treated water with 2,4-D concentration less than 30 µg L-1 as recommended by Brazilian Drinking Water Legislation of the Ministry of Health (Portaria MS 2914/2011).

Reciclagem de éter-aminas, utilizadas na flotação de minério de ferro, por meio da adsorção / Recycling of éther-amines, used in iron ore flotation, by adsorption

RESUMO O presente trabalho teve por objetivo verificar uma possível rota de reciclagem para as éter-aminas, utilizadas para aumentar a eficiência do processo de flotação catiônica reversa do minério de ferro. Estudou-se um método de separação físico-química utilizando TANFLOC como floculante. As águas de rejeito contêm, em sua maior parte, amina e sílica, e o objetivo desse método era separar a sílica do rejeito. A separação físico-química, porém, não foi eficaz, visto que o processo não foi capaz de flocular somente a sílica, floculando também parte da éter-amina. Foi avaliado também o processo de adsorção e, para tanto, utilizaram-se como materiais adsorventes a serragem Angelim e bagaço de cana-de-açúcar, ambos in natura. Esses materiais foram capazes de remover aproximadamente 95 e 90% de éter-amina, com capacidades adsortivas de 4,2 e 2,7 mg.g-1, respectivamente, utilizando massa de 1,5 g e estabelecendo tempo de equilíbrio de 30 minutos. Verificou-se que a eficiência de remoção é maior em pH próximo a 10. Pelos estudos termodinâmicos foi possível concluir, para a serragem, que o processo é termodinamicamente favorável e exotérmico. Para o bagaço de cana não foi possível analisar o comportamento termodinâmico. Além disso, o processo de dessorção permitiu recuperar em torno de 80% de éter-amina, além da possibilidade de regeneração e reutilização dos materiais adsorventes, o que mostra a viabilidade de reciclar a éter-amina pelo mecanismo de adsorção.

ABSTRACT The present work has the objective of investigating the possible recycling route for ether-amines, used for improving the efficiency of the process of iron ore's reverse flotation. A physical-chemical separation method has been studied using TANFLOC as flocculant. The wastewater contains, mainly, amine and silica, and the objective of this method was to separate the silica from the waste by flocculation. However, this method was not effective, as flocculation was not able to flocculate only silica, but also part of the ether-amine. Furthermore, the process of adsorption was assessed, and for this it was used as materials adsorbents Angelim's sawdust and sugar cane bagasse, both in natura, with which it was possible to remove approximately 95 and 90% of ether-amines, with adsorptive capacity of 4,2 and 2,7 mg.g-1, respectively, by using a mass of 1.5 g and a settling time of 30 minutes. It was verified that the removal efficiency is greater at a pH around 10. Thermodynamic studies were carried out and they were able to state, for sawdust, that this process is thermodynamically favorable and exothermic. In the case of sugar cane bagasse, it was not possible to analyze its thermodynamic behavior. In addition, the use of desorption revealed the possibility of regaining around 80% of the ether-amines. This proved that it is possible to recycle ether-amines by the adsorption mechanism.

Avaliação do uso de argilas montmorilonitas modificadas na adsorção de nitrato em meio aquoso / Evaluation of nitrate adsorption from aqueous medium using modified montmorillonites

RESUMO Este estudo investigou a eficiência da remoção de nitrato em meio aquoso usando adsorção em argilas montmorilonitas comerciais, comparativamente a uma resina aniônica comumente usada nessa operação. Algumas dessas argilas foram intercaladas como o íon hexadeciltrimetilamônio para avaliação. Áreas superficiais específicas, capacidades de troca catiônica e espectros de infravermelho médio foram obtidos para caracterização das argilas. Testes preliminares indicaram a nanoargila funcionalizada com aminopropiltrietoxisilano e octadecilamina como a mais eficiente na adsorção de nitrato, conquanto não tenha superado em eficiência a resina aniônica comercial também testada. Curvas cinéticas e isotermas de equilíbrio de adsorção de nitrato em fase aquosa na nanoargila e na resina comercial foram determinadas e modeladas para comparação, como também para seleção de modelos representativos e para estimativa de propriedades termodinâmicas dos sistemas estudados. Todos os ensaios foram realizados a 25°C e com pH neutro. Isotermas de equilíbrio também foram determinadas a 35 e 45°C. Os resultados obtidos mostram que o processo adsortivo estudado é físico, espontâneo e favorável tanto para a resina como para a nanoargila, as quais possuem muito boa afinidade com o nitrato. O modelo mais representativo para a cinética foi o de pseudossegunda ordem, enquanto para o equilíbrio foi a isoterma de Freundlich.

ABSTRACT This study investigated the efficiency of nitrate removal in aqueous medium using adsorption on commercial montmorillonites compared to an anionic resin widely used in this operation. Some of these clays were intercalated with hexadecyltrimethylammonium ion for this investigation. Specific surface areas, cation exchange capacities and mid-infrared spectra were determined for clays characterization. Preliminary tests indicated that the nanoclay functionalized with aminopropyltriethoxysilane and octadecylamine was the most efficient in nitrate adsorption, although it did not exceed anionic resin in efficiency. Adsorption kinetic and equilibrium of nitrate from aqueous phase on the nanoclay and anionic resin were determined and modeled for comparison, as well as for the selection of representative models and estimation of thermodynamic properties of the studied systems. All experiments were carried out at 25°C and at pH 7. Equilibrium isotherms were also determined at 35 and 45°C. The obtained results show that the adsorption processes studied are physical, spontaneous and favorable for both the resin and the nanoclay, which have very good affinity with nitrate. The most representative models for the systems were the pseudo-second order kinetic model and the Freundlich equilibrium isotherm.

Caracterização e avaliação de fatores que determinam a remoção de microcistina-LR em carvão ativado granular produzido a partir de diferentes matérias-primas / Characterization and evaluation of factors influencing microcystin-LR removal by granular activated carbon produced from different raw materials

RESUMO As microcistinas (MC), que estão entre as cianotoxinas mais encontradas em florações de cianobactérias, não são eficientemente removidas pelas tecnologias do ciclo completo de tratamento de água. Como barreira adicional para sua remoção, destaca-se o processo de adsorção com carvão ativado granular (CAG). Esta pesquisa comparou a eficiência de remoção de MC-LR por sete CAG produzidos a partir de diferentes matérias-primas, analisando as propriedades das amostras: umidade, teor de cinzas, pH e características texturais. Inicialmente, os resultados indicaram que as propriedades dos CAG foram influenciadas pelo material de origem, assim como pelo método de produção. Nos ensaios de adsorção, o modelo de Langmuir indicou que, em quatro horas, com dosagem de 100 mg.L-1, o CAG de linhito (CGLIN) apresentou a maior capacidade de remoção (97,2%) de MC-LR (Co: 115,1 µg.L-1), com qe,máx de 10,6 mg.g-1. O volume de mesoporos influenciou significativamente a capacidade adsortiva de MC dos carvões avaliados (r=0,98, Pearson). Esses resultados podem oferecer subsídios para a aplicação do processo de adsorção de MC-LR em estações de tratamento de água (ETA) para a minimização de intoxicações por água contaminada.

ABSTRACT Microcystins (MC), which are among the cyanotoxins more commonly found in cyanobacterial blooms, are not efficiently removed by full-cycle water treatment technologies. As an additional barrier, there is the adsorption process with granular activated carbon (GAC). This research compared the efficiency of MC-LR removal by seven GACs produced from different raw materials, analyzing these samples' properties: moisture, ash content, pH and textural characteristics. Initially, the results indicated that the GAC properties were influenced by the source material, as well as by the production method. In the adsorption assays, the Langmuir model indicated that in 4h, with 100 mg.L-1 dosage, the granular activated carbon of lignite (CGLIN) had the highest MC-LR (Co: 115.1 µg.L-1) removal capacity (97.2%), with qe,max of 10.6 mg.g-1. The volume of mesopores significantly influenced the adsorption capacity of microcystin by the evaluated GACs (r=0.98, Pearson). These results can support the application of the MC-LR adsorption process in water treatment plants to minimize intoxication with contaminated water.

Adsorción de acetaminofén sobre carbones activados a diferente pH. Entalpía y entropía del proceso / Acetaminophen adsorption on activated carbons at different pH. Change of enthalpy and entropy of the process / Adsorção de acetaminofeno em carvões ativados a diferentes pH. Entalpia e entropia do processo

Resumen Se analizaron los cambios entálpicos y entrópicos derivados del proceso de adsorción de acetaminofén sobre carbones activados con química superficial modificada. Se realizó, además, una variación del pH para determinar los cambios en las propiedades termodinámicas cuando existen cargas en el adsorbato y en el adsorbente. Se encontró que la máxima capacidad de adsorción (1,172 mmoles g-1) corresponde al proceso llevado a cabo en el carbón activado denominado CAR en este estudio a pH 7; los valores de las funciones termodinámicas de entalpía de inmersión y entropía de adsorción fueron -36,02 J g-1 y 0,123 J g-1 K-1, respectivamente. Así, el cambio de entropía de adsorción para el acetaminofén en los carbones activados estudiados dependió del pH. Se encontró que esta función termodinámica varía en el siguiente orden pH 2 > pH 11 > pH 7. Este comportamiento se relaciona con el número de especies presentes en la solución capaces de interactuar con la superficie del carbón activado.

Abstract The enthalpic and entropic changes resulting from the process of acetaminophen adsorption on activated carbons with modified surface chemistry were studied. A pH variation was performed to determine the changes in the thermodynamic properties when there are charges in the adsorbate and adsorbent. It was found that the maximum adsorption capacity (1.172 mmoles g-1) corresponds to the process carried out in the activated charcoal labeled as CAR in this study at pH 7; the values of the thermodynamic functions immersion enthalpy and entropy of adsorption were -36.02 J g-1 and 0.123 J g-1 K-1, respectively. Thus, the adsorption entropy change for the acetaminophen on the activated carbons depended on the pH. It was found that this thermodynamic function varies in the following order pH 2 > pH 11 > pH 7. This behavior is related to the number of species present in the solution capable of interact with the activated carbon surface.

Resumo Foram analisadas as mudanças entrópicas e entalpicas resultantes do processo de adsorção de acetaminofeno sobre carvões activados com superfície química modificada. Além disso, foi realizada uma variação do pH para determinar as alterações nas propriedades termodinâmicas quando existem cargas no adsorbato e no adsorvente. Foi encontrado que a máxima capacidade de adsorção (1.172 mmol g-1) corresponde ao processo realizado no carvão ativado chamado CAR neste estudo em pH 7; os valores das funções termodinâmicas de entalpia de imersão e entropia de adsorção foram -36,02 J g-1 e 0,123 J g-1 K-1 respectivamente. As mudança da entropia de adsorção para o acetaminofeno nos carvões activados dependeu do pH. Foi encontrado que esta função termodinâmica varia na seguinte ordem pH 2 > pH 11 > pH 7. Este comportamento está relacionado ao número de espécies presentes na solução capaz de interagir com a superfície de carvão activado.

Estudio de la adsorción de 4-nitrofenol desde solución acuosa sobre un carbón activado con heteroátomos nitrogenados en la superficie: aplicación del Modelo de Sips / Adsorption study of 4-nitrophenol from aqueous solution on activated carbon with nitrogen heteroatoms on its surface: application of the Sips Model / Estudo da adsorção de 4-nitrofenol a partir de solução aquosa de carvão ativado com heteroátomos azotados na superfície: aplicação do Modelo de Sips

Resumen Se evaluó la aminación de un carbón activado preoxidado con ácido nítrico en la adsorción de 4-nitrofenol. Se aplicó el modelo de Sips a la adsorción desde solución acuosa, utilizando Sigmoidal Logistic 3 Parameter del programa SigmaPlot 12. Los parámetros obtenidos se compararon con los calculados con el programa Statistica 7 para los modelos de Sips y Langmuir. Se encontró que la modificación realizada sobre el carbón activado incrementó la adsorción de 4-nitrofenol de 2,16 a 2,19 mmolg-1, aumentando, a su vez, la afinidad adsorbente-adsorbato. El parámetro para la energía característica del sistema determinado con el modelo de Langmuir toma un valor de 377,47 L mmol-1 al no considerar la heterogeneidad energética, mientras que a partir del modelo de Sips se presenta un valor de 8,32 (Lmmol-1)1/n. Adicionalmente, se encontró que en la ecuación matemática Sigmoidal Logistic 3 Parameter del programa SigmaPlot el valor de 1/x0 corresponde a la constante KLF del modelo Langmuir-Freundlich, mientras que el valor del parámetro Ks del modelo de Sips es igual a (1/x0)-b. Se concluye que la adsorción de 4-nitrofenol sobre el carbón activado se favorece por el incremento de grupos nitrogenados sobre su superficie.

Abstract The amination of a nitric acid pre oxidized activated carbon in the adsorption of 4-nitrophenol was evaluated. The Sips model application to the aqueous solution adsorption data, using Sigmoidal Logistic 3 Parameter formula, in the SigmaPlot 12 program was applied. The obtained parameters were compared with those calculated with Statistica 7 program for Sips and Langmuir models. It was found that the activated carbon increases the adsorption from 2.16 to 2.19 mmol g-1, showing good adsorbent-adsorbate affinity. The system's characteristic energy parameter calculated with the Langmuir model was 377.47 L mmol-1, when not considering energy heterogeneity, while from the Sips model was 8.32 (L.mmol-1)1/n. Additionally, it was found that in the mathematical equation Sigmoidal Logistic 3 Parameter of the SigmaPlot program, the 1/x0 value corresponds to the Langmuir-Freundlich model constant KLF, while the parameter value KS in the Sips model is equal to (1/x0)-b in this program. It was concluded that the 4-nitrophenol adsorption on activated carbon is favored by the presence of nitrogen groups on their activated carbon surface.

Resumo Foi avaliada a aminação de um carvão ativado preoxidado com ácido nítrico na adsorção do 4-nitrofenol. Foi aplicado o modelo de Sips à adsorção desde solução aquosa usando Logística Sigmoidal 3 do programa Sigmaplot 12. Os parâmetros obtidos foram comparados com os calculados com o programa Statistica 7, para os modelos de Sips e Langmuir. Foi encontrado que a modificação do carvão ativado incrementou a adsorção de 4-nitrofenol de 2,16 até 2,19 mmolg-1, acrescentando a afinidade adsorvente-adsorvato. O parâmetro para a energia característica do sistema calculado com o modelo Langmuir teve um valor de 377,47 Lmmol-1 porque não considerou a heterogeneidade energética, enquanto que no modelo de Sips este parâmetro teve um valor de 8,32 (Lmmol-1)1/n. Além disso, foi encontrado que na equação matemática Sigmoidal Logistic 3 Parameter do programa Sigmaplot 3 o valor de 1/x0 corresponde à constante KLF do modelo Langmuir-Freundlich, enquanto o valor do parâmetro KS do modelo de Sips é igual a (1/x0)-b. Conclui-se que a adsorção do 4-nitrofenol sobre carvão ativado é favorecida pela presença de grupos nitrogenado na superfície destes.

Remoção da cor no tratamento combinado de lixiviado de aterro sanitário e esgoto doméstico via processo PACT® / Color removal in the combined treatment of landfill leachate and domestic sewage via PACT ® process

RESUMO Misturas diferentes de lixiviado de aterro sanitário e esgoto doméstico foram aplicadas em 16 reatores em batelada usando o processo PACT® (lodos ativados com adição de carvão ativado em pó - CAP). O objetivo do trabalho foi representar a remoção de cor utilizando dois ajustes matemáticos: o primeiro combinou as variáveis concentração de CAP (0 a 6 g.L-1) e mistura lixiviado/esgoto (0 a 10%, em volume); e o segundo, a concentração de CAP e a cor da mistura (276 a 1.199 uH). A metodologia de superfície de resposta (MSR) foi escolhida para representar a resposta dos ajustes. Os resultados indicaram que, conforme a concentração de lixiviado aumentou até 5%, a adição de CAP resultou em um maior percentual de remoção de cor. No entanto, para a mistura com 10% de lixiviado, os reatores perderam eficácia, com exceção do reator com 6 g.L-1 de CAP, que apresentou os melhores resultados de remoção de cor.

ABSTRACT Sixteen batch reactors fed with different mixtures of landfill leachate combined with synthetic wastewater were treated using the PACT® process (activated sludge process plus powdered activated carbon addition - PAC). The objective was to measure the color removal using two mathematical adjustments: the first adjustment combined the variables PAC concentration (0 to 6 g.L-1) and landfill leachate concentration in the wastewater (0 to 10%, in volume); and the second model combined PAC concentration and the influent color (276 to 1,199 uH). The response surface methodology was used to describe the response of both adjustments. The results indicated that as the proportion of leachate was increased up to 5%, higher PAC concentrations resulted in a better color removal in the reactors. When the leachate proportion was 10%, the reactors were less efficacious, except for the one with 6 g.L-1, which presented the highest color removal within the experiment.