5G blue textile dye biosorption using eichhornia crassipes root: characterization and kinetic and equilibrium essays

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.012.0018

Keywords:

Adsorption, Effluents, Isotherms, Mathematical modeling

Abstract

The textile industry has prominence in the national scenario, however, it generates a high volume of effluents, which contain dyes, which even in low concentrations can cause problems to the ecosystem and human health. Adsorption is a technique for wastewater treatment, which allows the use of effective and low-cost materials, as known “biosorbentsâ€, with the Eichhornia crassipes root being reported as an effective biosorbent. Thus, the present work aimed to use the water hyacinth root to remove the 5G reactive blue dye, commonly used in the dyeing processes of the textile industries. The biosorbent was evaluated for its morphology and subjected to adsorption tests, to determine the ideal conditions of pH, temperature, and agitation speed, also to obtaining the kinetic and equilibrium curves. In the SEM characterization, a material with a fibrous surface was verified. The optimized operational conditions that favor adsorption were: pH 2, 40 ° C and 70 rpm, with 99% removal. In the kinetic tests, it was found that the equilibrium time was reached after 210 min, with a better fit of the pseudo-second order model. The isotherm demonstrated an H2 profile, and the Freundlich and Temkin models best described the equilibrium behavior. The maximum adsorption capacity or monolayer estimated by the Langmuir model was 41.3 mg g-1. In general, water hyacinth showed adsorption capacity similar to other agro-industrial wastes reported in the literature and can be made viable for use as a biosorbent.

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Author Biographies

Claudinéia Aparecida Queli Geraldi, Universidade do Estado de Mato Grosso

Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (2001), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Maringá (2006), doutorado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Maringá (2010) e Pós Doutorado em Engenharia Química pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (2013). Tem experiência na área de Engenharia Química, com ênfase em Processos de Separação e Sistemas Particulados, em indústrias de extração fécula de mandioca e amido de milho e processos de biossorção em efluentes líquidos contendo corantes e metais pesados. Atualmente exerce atividade como docente da educação superior nos cursos de Agronomia e Administração da Universidade do Estado de Mato Grosso.

Nila Gabriela Ferreira Lopes Freire, Universidade do Estado de Mato Grosso

Possui graduação em Engenharia de Alimentos pela Universidade do Estado de Mato Grosso (2019). Pós graduação em andamento de Gestão da Qualidade e Produtividade. Tem experiência na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos.

Sumaya Ferreira Guedes, Universidade do Estado de Mato Grosso

Possui graduação em Licenciatura Plena em Química pela Universidade Federal de Mato Grosso (2009), mestrado em Tecnologia e Segurança Alimentar pela Universidade Nova de Lisboa-Faculdade de Ciências e Tecnologia (2010) e doutorado em Química pela Universidade Estadual de Campinas (2016). Atualmente é docente do ensino superior da Universidade do Estado de Mato Grosso.

Raquel Aparecida Loss, Universidade do Estado de Mato Grosso

Possui graduação em Engenharia de Alimentos pela Universidade de Passo Fundo (UPF), Mestrado e Doutorado em Engenharia de Alimentos pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Exerce atividade como Docente da Educação Superior na Universidade do Estado do Mato Grosso (UNEMAT), atuando em projetos voltados para o aproveitamento de resíduos e desenvolvimento de embalagens biodegradáveis.

Túlio Klassen, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (2000) e mestrado em Engenharia Química pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (2008). Atualmente é engenheiro químico - BRF Brasil Foods.

Ingridy Alessandretti, Universidade de Passo Fundo

Graduada em Engenharia Química pela Universidade de Passo Fundo (UPF/2021). Na trajetória acadêmica, atuou como voluntária e bolsista de iniciação científica em projetos com foco no desenvolvimento de materiais adsorventes não convencionais a partir de resíduos agroindustriais para a remoção de contaminantes emergentes. Realizou estágio em processos logísticos do ramo farmacêutico. Atualmente, é mestranda do Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia dos Alimentos da Universidade de Passo Fundo.

Published

2021-09-16

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