Avaliação da eficiência de blendas de biocarvão com lodo de decantação de Estação de Tratamento de Água (ETA) na adsorção de soluções de azul de metileno. - Silva, Francisco Raimundo da [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2018)
O Brasil é um país rico em diversas biomassas, como resíduo de cana de açúcar, bagaço de laranja, entre outros. Uma fonte de biomassa são os resíduos de poda de árvores, o qual toda cidade possui. Para garantir a saúde pública, o tratamento de água para o abastecimento de uma cidade é fundamental. Nas ETAs, estações de tratamento de água, o processo de tratamento gera um resíduo, o lodo, cuja destinação é precária e muitas vezes inadequada. De acordo com a Lei Federal Brasileira No 12.305/2010, Política Nacional de Resíduos Sólidos, deve haver aproveitamento de resíduos de forma economicamente viável e ambientalmente correta dos resíduos sólidos e disposição apropriada quando não possível tal aproveitamento. Assim, o objetivo deste trabalho foi produzir um biocarvão da união destes dois resíduos, de forma a propor possível substituição do carvão antracitoso, utilizados nas ETAs. Desta forma foram coletadas amostras de serragem de poda de árvores e lodo de ETA. Estes materiais foram com- binados (blendas) nas proporções 10 % a 80 % em massa de lodo (LD) por massa de poda (BM) e submetidos à pirólise sob baixa temperatura (torrefação)(260 ◦C). Todas as amostras foram submetidas à análise termogravimétrica e através da estabilidade térmica em meio aquoso, e peletização, o biocarvão BB20 (20% de LD e 80% de BM) apresentou os melhores resultados e foi selecionado dentre as misturas. Foram efetua- das caracterizações por AI, FTIR, densidade, MEV, EDS, análise elementar, isotermas de adsorção de nitrogênio, porosidade por intrusão de mercúrio e ensaios de adsorção com azul de metileno. A densidade foi de 0,3 g cm−3, umidade (5,7 %), voláteis (48,6 %), carbono fixo (35,9 %) e teor de cinzas (9,8 %) por AI, melhor resultado de estabilidade térmica (190 ◦C) das blendas, condutividade (490 μS) , Fe (34,1 %), Al (13,1 %) e Si (6,2 %) por EDS, caráter mesoporoso e área de superfície BET (0,7942 m2 g−1 ) por isoterma de adsorção de nitrogênio e intrusão de mercúrio e ponto de carga zero (pH 6,75). O biocarvão obtido BB20 foi avaliado por ensaios de adsorção e comparado à amos- tras de carvão antracitoso (CANT) e carvão ativado comercial da Carbomafra (CM), utilizando quantificação de azul de metileno por espectrofotometria UV-Vis, apresen- tando eficiência de adsorção máxima de 29,4 mg g−1 e eficiência de remoção máxima de 73,5 %, desempenho bem acima ao apresentado pelo carvão antracitoso, CANT, e apresentou faixa de pH estendida em relação a BBM, que é o biocarvão de BM, demostrando a vantagem de adicionar lodo à biomassa na produção de adsorventes.

Brazil is a country rich in several biomasses, such as sugarcane residue, orange bagasse, among others. A source of biomass is pruning waste of trees, which every city has. To ensure public health, the water treatment for supplying a city is crucial. In the WTPs, water treatment plants, the treatment process generates a residue, the sludge, whose destination is precarious and often inadequate. According to the Brazilian Federal law number 2010/12.305, National Solid Waste Policy, should use of waste in an economically viable and environmentally sound way of solid waste and appropriate disposal where such use is not possible. Thus, the objective of this work was to produce a biochar of the union of these two residues, in order to propose possible substitution of the anthracyte coal, used in the WTPs. In this way, samples of sawing of trees pruning and WTP sludge was collected. These materials were combined (blends) in the proportions 10% to 80% by mass of sludge (LD) per mass of pruning sawdust (BM) and subjected to pyrolysis at low temperature (torrefaction) (260 C). All samples were submitted to thermogravimetric analysis and thermal stability in aqueous medium, and pelletizing, BB20 (20% of LD and 80% BM) showed the best results and was selected of the blends. Characterizations were performed by AI, FTIR, density, SEM, EDS, elemental analysis, nitrogen adsorption isotherms, porosity by mercury intrusion and adsorption tests with methylene blue. The density was of 0.3 g cm−3, moisture (5.7%), volatile (48.6%), fixed carbon (35.9%) and ash content (9.8% by AI, better thermal stability result (190 C) of the blends, conductivity (490 μS), Fe (34.1%), Al (13.1%) and Si (6.2%) by EDS, mesoporous character and BET surface area (0.7942m2 g−1) by nitrogen adsorption isotherm and mercury intrusion and zero charge point (pH 6.75). The BB20 biochar obtained was evaluated by adsorption tests and compared to samples of anthracyte coal (CANT) and commercial activated charcoal from Carbomafra (CM), using methylene blue quantification by spectrophotometry UV-Vis, exhibiting maximum adsorption efficiency of 29.4 mg g−1 and maximum removal efficiency of 73.5%, performance well above presented by the anthracyte coal, CANT, and presented an extended pH range in relation to BBM, which is BM biochar, demonstrating the advantage of adding sludge biomass in the production of adsorbents.
Evaluation of the efficiency of biochar blends with decantation sludge from Water Treatment Plant (WTP) in the adsorption of methylene blue solutions.
Keywords: Biocarvão; Lodo; Biomassa; Pirólise; Adsorção