ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: USO DE CARVÕES ATIVADOS DE ENDOCARPO DE COCO NA REDUÇÃO DA DUREZA NA ÁGUA
AUTORES: JAGUARIBE, E. F.; OLIVEIRA, M. F. D. DE; VIEIRA, H. M.; MEDEIROS, L. DE L.; PORPINO, K. K. P.; CRISPIM, S. C.; OLIVEIRA, W.M. DE; E SOUTO, U.T.C.P.; - UFPB
RESUMO: Dureza é causada pela soma de cátions polivalentes lixiviados pela água ao percolar o solo,é expressa em ppm de CaCO3.Incrustações de íons carbonatos e hidrogenocarbonatos podem causar problemas aos aquecedores,ou em processos que se servem de água aquecida que escoam através de tubos,ou a precipitação de tensioativos de sódio e de potássio,prejudicando a ação do sabão nas operações de lavagens.Esse trabalho propõe a utilização de carvões ativados química e fisicamente para redução da dureza em água de poços,preparados a partir de endocarpo de coco.As melhores características adsortivas dos íons foram obtidas através de ativação química com 150% de H3PO4 em relação a massa de endocarpo,e carbonizado a 480°C,obtendo redução de 97% na dureza total e 90% na dureza conferida por íons cálcio.
PALAVRAS CHAVES: redução da dureza da água, carvão ativado, endocarpo de coco.
INTRODUÇÃO: Há dois tipos de dureza:temporária e permanente.A dureza temporária é devido à presença de bicarbonato de cálcio e magnésio que são precipitados pela ação de calor ou agente alcalino.A dureza permanente ocorre pela presença de sulfatos,nitratos ou cloretos,que são precipitados em presença de substâncias alcalinas.As águas duras,em uso industrial, provocam corrosão e perda de eficiência na transmissão de calor em caldeiras(EUVRARD et al,1997),formação de filmes e depósitos na superfície de equipamentos.Os métodos utilizados no abradamento podem ser:cal soldada,trocadores iônicos e o carvão ativado.Carvão ativado é um material carbonáceo que possui área superficial e porosidade desenvolvida,conferindo a capacidade de adsorver moléculas em fase líquida ou gasosa.Existem dois métodos de ativação:químico e físico,o químico consiste na ação desidratante de reagentes químicos sobre o material ainda não carbonizado seguida da carbonização.A ativação física é promovida durante a reação de gaseificação do carvão com gases contendo oxigênio combinado.Este trabalho propõe uso de carvões ativados química e fisicamente de endocarpo de coco para redução de CaCO3 e MgCO3 da água de poço artesiano.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram produzidos dois carvões de endocarpo de coco,um ativado quimicamente e outro fisicamente,com uma granulometria de 2 a 2,38cm.Na ativação química o carvão foi impregnado com H3PO4 numa razão de 150%(massa da matéria-prima e reagente),por um período de 30min e depois desidratado,ocorrendo na presença de gás N2.Enquanto na ativação física do endocarpo ocorreu com vapor d'água.As carbonizações foram realizadas num forno rotativo da CHINO,adotando os parâmetros:temperaturas máximas limites entre 480 e 900°C;duas razões de aquecimentos,10 e 25°C/min,a primeira para a ativação química e a segunda para a ativação física;tempo de residência do carvão no reator,de 30min,depois que a temperatura máxima foi atingida.A água usada nos experimentos foi proveniente de um poço artesiano.
Para a realização dos testes uma coluna de leito fixo foi montada,na qual foi utilizada massa de 10g de carvão ativado.A filtração foi feita em fluxo contínuo com vazão de 10mL/min.Após as filtrações o filtrado foi coletado e feita sua avaliação através do método clássico de titulação de volumetria de complexação(BACCAN et al.,1985),levando-se em conta a dureza total e a dureza conferida por íons cálcio.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Observa-se através das Figs. 1 e 2,que os poros dos carvões ativados não são homogêneos, apresentando isotermas de adsorção e dessorção com histereses.As histereses apresentadas nos gráficos estão relacionadas com mesoporos(diâmetros de 2 a 50nm)em formato de garrafa(JUHOLA & WIIG,1949).Além do mais,os desvios angulares da horizontal nas isotermas das Figs. 1 e 2,indicam microporosidade parcial,ou desenvolvimento de relativa mesoporosidade(AVOM et al,1997;POLLARD et al,1995).A área superficial de BET,diâmetro médio,volume e área de microporos,são apresentados na Tab. 1.Realizou-se análise com a água in-natura,e verificou-se que sua dureza total era de 180ppm,enquanto sua dureza conferida pelo CaCO3 era de 130ppm,portanto classificada como uma água dura.A água analisada,numa vazão de 10mL/min,foi submetida a duas filtrações em cada carvão para determinar a dureza total e outra para a dureza por íons cálcio.Após a filtração com o carvão ativado quimicamente a água apresentou uma dureza total de 5ppm,redução de 97%,com relação ao valor original.Usando o carvão ativado fisicamente a dureza total passou a 76ppm,13% do valor inicial.Houve uma redução significativa para CaCO3,ver Tab. 2.
CONCLUSÕES: A redução da dureza apresentou-se mais eficiente, em torno de 97,2%, no carvão ativado quimicamente, fato este, associado a sua maior área superficial (1215 m².g-¹) e maior quantidade de mesoporos existentes (613m².g-¹). Enquanto que na amostra ativada fisicamente o abrandamento da dureza da água foi de apenas 57,7%, devido a menor área superficial de BET (838m².g-¹) e área de mesoporos (207m².g-¹).
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:1. AVOM, J.; MBADCAM, J.K.; NOUBACTEP, C.; GERMAIN, P. – Adsorption of Methylene Blue from an aqueous solution onto activated carbons from Palm-tree cobs. Carbon, 35: 365-9, 1997.
2. BACCAN N.; ANDRADE J. D de; GODINHO O. E. S., Química Analítica Quantitativa Elementar,Ed. Unicamp, São Paulo, p. 102-117, 1985.
3. EUVRARD M., LEROY Ph and LEDION J. Efects and consequences of electric treatment in preventing scaling of drinking water systems, Aqua, 46, 71-83, 1997.
4. JUHOLA & WIIG, Micropore Structure and Activated Carbon. American Chemical Society Journal 71, p. 2069, 1949.
5. POLLARD, S.J.T.; THOMPSON, F.E.; MCCONNACHIE, G.L. – Microporous carbons from Moringa Oleifera husks for water purification in less developed countries. Wat. Res., 29: 337-47, 1995.