Sistemas estruturados adsorventes aplicados ao tratamento de efluentes texteis: desempenho, regeneracao e valorizacao
dióxido de titânio; monolitos; adsorção; corantes têxteis; regeneração; conversão térmica.
Esta tese investigou a aplicação de monólitos metálicos estruturados recobertos com dióxido de titânio (TiO₂) como leitos adsorventes contínuos para o tratamento de efluentes têxteis, com foco na remoção de corantes tipicamente utilizados nesse tipo de indústria. O sistema foi desenvolvido a partir de uma formulação otimizada de suspensão, alcançando uma taxa de aderência média do TiO2 superior a 90% sobre a superfície do latão. Foram avaliados os efeitos do pH (2 a 8), vazão (1 a 5 mL·min⁻¹), razão massa/volume de TiO₂ (1 a 6 mg·cm⁻²) e concentração inicial do corante (6,25 a 25 mg·L⁻¹). Com 4 mg·cm⁻² de TiO₂, o sistema oteve remoção de 39,55% para solução de 6,25 mg·L⁻¹, aumentando a capacidade adsortiva para 13,26 mg·g-¹ quando a concentração foi elevada para 25 mg·L⁻¹. Os modelos de Yoon-Nelson e Yan descreveram satisfatoriamente as curvas de ruptura (R² de 0,940 e 0,888, respectivamente). Avaliou-se também o efeito a altura do leito, verificando que o sistema operou por mais de 2000 minutos sem atingir saturação com 13 cm de leito, sugerindo uma zona de transferência de massa ampliada e maior tempo de contato ao longo dos canais. A espuma metálica recoberta com TiO₂ apresentou desempenho ainda mais significativo, com até 50% de remoção, atribuída à sua estrutura tridimensional com maior área de contato efetiva, mesmo com porosidade de 0,74. Em relação à regeneração, a fotoxidação assistida promoveu perda de 63% na eficiência, enquanto o tratamento térmico manteve a performance com apenas 3% de queda. Notavelmente, a regeneração térmica resultou na conversão do corante adsorvido em produtos gasosos de valor agregado, como CO₂, alcançando uma produção de até 3653 mol·kg⁻¹ de contaminante tratado. Os resultados reforçam o potencial de aplicação de sistemas estruturados adsorventes em escala industrial, com vantagens como operação contínua, estabilidade do material, fácil manuseio e recuperação, além de integração com processos de valorização energética.