Descontaminação de corantes têxteis em meio aquoso utilizando biochar proveniente de resíduo agrícola
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Data
Autores
Orientador
Rezende, Cláudia Hitomi Watanabe
Coorientador
Antunes, Maria Lúcia Pereira 
Pós-graduação
Curso de graduação
Sorocaba - ICTS - Engenharia Ambiental
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
A crescente produção de resíduos e efluentes industriais tem contribuído para a intensificação do descarte inadequado de efluentes contendo corantes, especialmente provenientes do setor têxtil. Esse cenário acarreta impactos ambientais significativos, devido à alta toxicidade estabilidade química e persistência dessas substâncias nos corpos hídricos, comprometendo a qualidade da água e os ecossistemas aquáticos. Como alternativa sustentável para o tratamento desses efluentes, destaca-se a adsorção utilizando biochar, um material de baixo custo produzido a partir da pirólise de resíduos agrícolas. Neste contexto, o estudo teve como objetivo principal desenvolver e avaliar biochars produzidos a partir do bagaço de cana-de-açúcar como materiais adsorventes, em temperaturas de 400 °C e 700 °C, para a remoção de diferentes corantes têxteis em meio aquoso. Buscou-se comparar o desempenho do biochar convencional com biochars modificados magneticamente, analisando a influência de variáveis como pH, tempo de contato e temperatura de pirólise na eficiência do processo de adsorção. Parte do material foi modificada com agentes magnetizantes, como lama vermelha e cloreto de ferro (FeCl₃), visando aprimorar suas propriedades adsorventes. Foram preparados sete tipos de soluções de corantes e determinadas curvas de calibração por espectrofotometria UV-Vis. Ensaios de adsorção foram conduzidos em diferentes condições de pH (ácido, neutro e básico), além da determinação do ponto de carga zero (pHpzc) dos materiais. Também foram realizados testes cinéticos ao longo de 24 horas para avaliar o comportamento temporal da remoção dos contaminantes. As curvas de calibração apresentaram elevada linearidade (R² próximo de 1), garantindo confiabilidade na quantificação dos corantes. Os ensaios indicaram que o pH exerce influência significativa na eficiência de adsorção, com melhores desempenhos observados em condições ácidas. Entre os materiais avaliados, o biochar modificado com FeCl₃ destacou-se, apresentando maior capacidade de remoção e estabilidade superficial. Os biochars pirolisados a 700 °C mostraram maior área superficial e melhor desempenho quando comparados aos produzidos a 400 °C. A análise cinética revelou rápida adsorção inicial, com tendência à estabilização ao longo do tempo. O biochar proveniente do bagaço de cana-de-açúcar demonstrou elevado potencial como adsorvente alternativo para tratamento de efluentes têxteis, constituindo uma solução sustentável e de baixo custo. A modificação magnética, especialmente com FeCl₃, aprimorou significativamente a eficiência de remoção dos corantes. Os resultados confirmam a viabilidade técnica do material como substituto parcial do carvão ativado comercial, contribuindo para a valorização de resíduos agrícolas e para o desenvolvimento de tecnologias ambientalmente responsáveis no tratamento de águas residuais. ambientais, promovendo uma gestão mais responsável de resíduos e a sustentabilidade no tratamento de efluentes.
Resumo (inglês)
The increasing production of industrial waste and effluents has contributed to the intensification of the improper disposal of effluents containing dyes, especially from the textile sector. This scenario leads to significant environmental impacts due to the high toxicity, chemical stability, and persistence of these substances in water bodies, compromising water quality and aquatic ecosystems. As a sustainable alternative for the treatment of these effluents, adsorption using biochar stands out, a low-cost material produced from the pyrolysis of agricultural waste. In this context, the main objective of this study was to develop and evaluate biochars produced from sugarcane bagasse as adsorbent materials, at temperatures of 400 °C and 700 °C, for the removal of different textile dyes in aqueous media. The study sought to compare the performance of conventional biochar with magnetically modified biochars, analyzing the influence of variables such as pH, contact time, and pyrolysis temperature on the efficiency of the adsorption process. Part of the material was modified with magnetizing agents, such as red mud and iron chloride (FeCl₃), aiming to improve its adsorbent properties. Seven types of dye solutions were prepared, and calibration curves were determined by UV-Vis spectrophotometry. Adsorption tests were conducted under different pH conditions (acidic, neutral, and basic), in addition to determining the point of zero charge (pHpzc) of the materials. Kinetic tests were also performed over 24 hours to evaluate the temporal behavior of contaminant removal. The calibration curves showed high linearity (R² close to 1), ensuring reliability in the quantification of the dyes. The tests indicated that pH exerts a significant influence on adsorption efficiency, with better performance observed under acidic conditions. Among the materials evaluated, the biochar modified with FeCl₃ stood out, showing greater removal capacity and surface stability. Biochars pyrolyzed at 700 °C showed a larger surface area and better performance when compared to those produced at 400 °C. Kinetic analysis revealed rapid initial adsorption, with a tendency to stabilize over time. Biochar from sugarcane bagasse demonstrated high potential as an alternative adsorbent for the treatment of textile effluents, constituting a sustainable and low-cost solution. Magnetic modification, especially with FeCl₃, significantly improved the efficiency of dye removal. The results confirm the technical viability of the material as a partial substitute for commercial activated carbon, contributing to the valorization of agricultural waste and the development of environmentally responsible technologies in wastewater treatment, promoting more responsible waste management and sustainability in effluent treatment.
Descrição
Palavras-chave
Resíduos agrícolas, Biocarvão, Adsorção, Química ambiental, Agricultural wastes, Biochar, Adsorption, Environmental chemistry
Idioma
Português
Citação
ALVES, Júlia Espíndola. Descontaminação de corantes têxteis em meio aquoso utilizando biochar proveniente de resíduo agrícola. 2026. 74 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) - Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Sorocaba, 2026.
