Valorização de lodo biológico e de lixiviado das cinzas da caldeira de recuperação de fábrica de celulose kraft para produção e aplicação de carvão ativado
Authors:   , Oda Tatiana Yuri Ramos 
Published: September 2022

O lodo biológico consiste em um subproduto do tratamento dos efluentes e constitui um precursor promissor para produção de carvão ativado. Por outro lado, a etapa de recuperação química das indústrias de polpa celulósica gera um efluente denominado lixiviado das cinzas do precipitador eletrostático (LCPE). Os elevados teores de potássio e sódio deste efluente motivam estudos quanto à sua viabilidade como fonte de agentes para ativação de carvão produzido a partir de lodo biológico. Este trabalho consistiu em investigar a valorização destes subprodutos da indústria de polpa celulósica por meio da produção de carvão ativado. Utilizou- se três agentes ativantes (NaOH, KOH e LCPE), duas taxas de aquecimento (3,5 e 15 °C/min) e duas proporções de agente ativante:lodo (1:1 e 2:1) para produção dos carvões ativados. Os carvões carbonizados a 3,5 °C/min, com proporção de 2:1 de KOH ou LCPE, apresentaram os valores mais promissores de área superficial e foram denominados KAC-B e EAC-B, respectivamente. Para avaliar a aplicabilidade do KAC-B e do EAC-B, realizou-se testes de adsorção com efluente real de indústria de papel reciclado e efluentes sintéticos com corantes. Para remoção de cor do efluente real, o KAC-B apresentou a maior eficiência (80,45%), seguido do carvão ativado comercial (76,74%) e do EAC-B (70,13%). Para a remoção de DQO, o EAC- B apresentou maior eficiência (53,49%), seguido pelo carvão ativado comercial (40,84%) e pelo KAC-B (36,86%). O modelo de Freundlich descreveu melhor os dados experimentais. Esperava-se que os resultados com KAC-B fossem satisfatórios, uma vez que o KOH é comprovadamente eficaz para ativação de carvões. Os corantes Rodamina B e Vermelho Congo foram utilizados nos testes com efluentes sintéticos. A adsorção dependeu do pH e o EAC-B apresentou maior capacidade de adsorção e eficiência de remoção para ambos os corantes, provavelmente devido ao seu maior volume de mesoporos. O estudo cinético indicou que o ponto de equilíbrio foi alcançado após 60 minutos. O mecanismo de adsorção dos corantes dependeu das forças eletrostáticas existentes entre as superfícies dos adsorventes e das cargas iônicas dos corantes, conforme revelado pelo melhor ajuste dos modelos cinéticos de pseudo- segunda ordem e Elovich, e dos modelos isotérmicos de Freundlich e Sips. A regeneração térmica do EAC-B também foi investigada. O material regenerado foi empregado no tratamento de efluente combinado com sedimentação (ADS+SED) ou filtração por membrana (ADS+MF). As características do efluente variaram de acordo com o ciclo de adsorção-regeneração, exceto turbidez com ADS+MF. Foi demonstrado que o tratamento com EAC-B gerou melhora significativa na qualidade do efluente e que o adsorvente pode ser regenerado em até 3 ciclos, sem perda significativa de suas propriedades adsortivas, principalmente quando empregado junto à filtração por membranas. A valorização dos subprodutos da fábrica de polpa celulósica foi alcançada dentro dos conceitos de transformação de resíduos em recursos e economia circular, através da produção de carvão ativado. Os resultados do EAC-B foram relevantes, mostrando que o LCPE pode ser utilizado como ativante e que pode ser uma opção mais econômica para a ativação. Palavras-chave: Lodo biológico industrial. Valorização de resíduos. Adsorção. Remoção de DQO e cor. Corantes. Tratamento terciário.