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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26940
ORCID: | http://orcid.org/0000-0001-9206-0526 |
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Biorremoção de cromo por biossurfactantes produzidos a partir de melaço de soja em sistema de flotação por ar dissolvido |
Alternate title (s): | Chromium bioremediation by biosurfactants produced from soybean molasses in the dissolved air floating system |
Author: | Santos, Olga Silva |
First Advisor: | Resende, Miriam Maria de |
First coorientator: | Cardoso, Vicelma Luiz |
First member of the Committee: | Ferreira, Juliana de Souza |
Second member of the Committee: | Lemos, Diego Andrade |
Third member of the Committee: | Dantas, Raquel Cristina Cavalcanti |
Summary: | O ramo industrial apresenta como característica o uso de grandes volumes de água e, muitas vezes, de metais pesados, gerando efluentes com concentrações preocupantes destes metais, dentre os quais se destaca o cromo. Tal elemento em seu estado hexavalente apresenta alta toxicidade e propriedades carcinogênicas, necessitando, assim, de tratamento para sua remoção. São várias as técnicas empregadas para este fim, sendo que a flotação por ar dissolvido (FAD) tem sido amplamente utilizada por apresentar diversas vantagens. Sendo assim, o presente trabalho estudou o uso da flotação por ar dissolvido na biorremoção de cromo, empregando como coletor o biossurfactante produzido por Pseudomonas aeruginosa a partir do melaço de soja. O biossurfactante, ramnolipídeo, foi avaliado quanto à tensão superficial, índice de emulsificação e concentração de biossurfactante, cujos valores obtidos foram de 34,16 mN/m, 100% e 9,02 g/L, respectivamente. Além disso, foram realizados diversos testes preliminares a fim de avaliar a influência do volume de água saturada, do pH, da concentração de biossurfactante, da presença ou não de coagulante (sulfato ferroso) e da velocidade de agitação no processo de remoção do cromo. Os resultados destes testes mostraram que o pH e a concentração de ferro foram fatores determinantes na redução do teor de cromo hexavalente. Com isso, foi proposto um delineamento composto central (DCC) com duas variáveis e três réplicas no ponto central para otimizar a remoção de cromo de soluções aquosas. As variáveis independentes analisadas foram o pH (3,17 – 8,83) e a concentração de ferro (0 – 225 mg/L) no meio, enquanto que as respostas estudadas foram os percentuais de remoção de cromo (VI) e total. Para a realização do DCC todos os experimentos foram realizados em duplicata com concentração inicial de Cr (VI) de 100 mg/L, volume de solução de 500 mL, 200 mL de água saturada, etapa de mistura rápida de 6 minutos a 120 rpm e concentração de biossurfactante bruto igual a 9 g/L. Os resultados obtidos demonstraram que em pH ácido e altas concentrações de ferro o percentual de remoção do Cr (VI) aumentou, enquanto que, para o cromo total, o melhor resultado foi para maior concentração de ferro e pH próximo ao neutro. Desta forma, a fim de validar os experimentos foram utilizados os valores de 3,5 para o pH e 180 mg/L para a concentração de ferro. Os percentuais de remoção de Cr (VI) e Cr total obtidos na validação foram de 100 e 57,55%, respectivamente, e os previstos pelo modelo foram de 100 e 57,79%, respectivamente. A partir da análise dos resultados alcançados, tornou-se evidente que a FAD e o biossurfactante produzido foram eficientes na remoção de cromo de soluções aquosas. |
Abstract: | The industrial branch has as characteristic the use of great volumes of water and, often, of heavy metals, generating liquid effluents with preoccupying concentrations of these metals, among which stands the chrome. Such element in its hexavalent state presents high toxicity and carcinogenic properties, thus requiring treatment for its removal. There are several techniques used for this purpose, and dissolved air flotation (DAF) has been widely used because it presents several advantages. Therefore, the present work studied the use of dissolved air flotation in chromium bioremediation, using as binder the biosurfactant produced by Pseudomonas aeruginosa from soybean molasses. The biosurfactant, rhamnolipid, was evaluated for surface tension, emulsification index and biosurfactant concentration, whose values were 34.16 mN/m, 100% and 9.02 g/L, respectively. In addition, several preliminary tests were carried out to evaluate the influence of saturated water volume, pH, biosurfactant concentration, presence of coagulant (ferrous sulphate) and stirring speed in the chromium removal process. The results of these tests showed that pH and iron concentration were determining factors in reducing the content of hexavalent chromium. Thereby, a central composite design (CCD) with two variables and three replicates at the central point was proposed to optimize the removal of chromium from aqueous solutions. The independent variables analyzed were pH (3,17 – 8,83) and iron concentration (0 – 225 mg/L) in the medium, while the studied responses were the percentages of removal of chromium (VI) and total. To execute the CCD, all experiments were performed in duplicate with initial Cr (VI) concentration of 100 mg/L, 500 mL of solution volume, 200 mL of saturated water, 6 minute fast mixing step at 120 rpm and concentration of biosurfactant equal to 9 g/L. The results showed that in acidic pH and high concentrations of iron the percentage of Cr (VI) removal increased, whereas for total chromium the best result was for higher iron concentration and pH near neutral. Thus, in order to validate the experiments, the values of 3.5 for pH and 180 mg/L for the iron concentration were used. The percentages of Cr (VI) and total Cr removal obtained in the validation were 100 and 57.55%, respectively, and those predicted by the model were 100 and 57.79%, respectively. From the analysis of the results achieved, it became evident that the DAF and the biosurfactant produced were efficient in the removal of chromium from aqueous solutions. |
Keywords: | Cromo Biorremoção Biossurfactante Flotação por ar dissolvido Chromium Bioremediaton Biosurfactant Dissolved air flotation Engenharia química Flotação Resíduos Industriais Águas residuais |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Química |
Quote: | SANTOS, Olga Silva. Biorremoção de cromo por biossurfactantes produzidos a partir de melaço de soja em sistema de flotação por ar dissolvido. 2018. 73 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.45. |
Document identifier: | http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.45 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26940 |
Date of defense: | 13-Jul-2018 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Química |
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