Tartrazine dye removal with activated biochar produced from anaerobic sludge of an industrial wastewater treatment plant

Cuba, Renata Medici Frayne; Paula, Bethânia Moreira de; Vale, Gabrielle Brito do; Braga, Talita Cintra; Terán, Francisco Javier Cuba

Renata Medici Frayne Cuba e-mail: renatafrayne@ufg.br, bethaniamoreira8@gmail.com, gabriellebritodovale@gmail.com, talita_sma@hotmail.com, paco.ufg@gmail.com

Escola de Engenharia Civil e Ambiental – EECA, da Universidade Federal de Goiás - UFG), Avenida Universitária, Quadra 86, Lote Área 1488 - Setor Leste Universitário, CEP: 74605-220, Goiânia, GO, Brasil.

Autor Responsável: Renata Medici Frayne Cuba

https://orcid.org/0000-0002-3455-8198

Bethânia Moreira de Paula e-mail: renatafrayne@ufg.br, bethaniamoreira8@gmail.com, gabriellebritodovale@gmail.com, talita_sma@hotmail.com, paco.ufg@gmail.com

Escola de Engenharia Civil e Ambiental – EECA, da Universidade Federal de Goiás - UFG), Avenida Universitária, Quadra 86, Lote Área 1488 - Setor Leste Universitário, CEP: 74605-220, Goiânia, GO, Brasil.

https://orcid.org/0000-0002-8598-746X

Gabrielle Brito do Vale e-mail: renatafrayne@ufg.br, bethaniamoreira8@gmail.com, gabriellebritodovale@gmail.com, talita_sma@hotmail.com, paco.ufg@gmail.com

Escola de Engenharia Civil e Ambiental – EECA, da Universidade Federal de Goiás - UFG), Avenida Universitária, Quadra 86, Lote Área 1488 - Setor Leste Universitário, CEP: 74605-220, Goiânia, GO, Brasil.

https://orcid.org/0000-0003-3990-8051

Talita Cintra Braga e-mail: renatafrayne@ufg.br, bethaniamoreira8@gmail.com, gabriellebritodovale@gmail.com, talita_sma@hotmail.com, paco.ufg@gmail.com

Universidade Federal de Tocantins (PPGEA/UFT), Quadra 109 Norte, Avenida NS-15, ALCNO-14 Plano Diretor Norte, CEP: 77001-090, Palmas, TO, Brasil.

https://orcid.org/0000-0001-5955-4591

Francisco Javier Cuba Terán e-mail: renatafrayne@ufg.br, bethaniamoreira8@gmail.com, gabriellebritodovale@gmail.com, talita_sma@hotmail.com, paco.ufg@gmail.com

Escola de Engenharia Civil e Ambiental – EECA, da Universidade Federal de Goiás - UFG), Avenida Universitária, Quadra 86, Lote Área 1488 - Setor Leste Universitário, CEP: 74605-220, Goiânia, GO, Brasil.

https://orcid.org/0000-0001-7056-3093

Autor Responsável: Renata Medici Frayne Cuba

e-mail: renatafrayne@ufg.br, bethaniamoreira8@gmail.com, gabriellebritodovale@gmail.com, talita_sma@hotmail.com, paco.ufg@gmail.com

MODELO	NOME	PARÂMETROS
$q_{t} = q_{e} (1 - e^{- k_{1} t}) (3)$	Pseudoprimeira ordem	q_t(mgg^-1) - quantidade de tartrazina adsorvida por massa de biocarvão no tempo q_e(mgg^-1) – capacidade teórica de adsorção no equilíbrio. t (min) - tempo k₁(min^-1) - constante de adsorção de pseudoprimeira ordem k₂(g mg^-1min^-1) - constante de adsorção de pseudossegunda ordem k_d (mgL^-1min^-1/2) – constante de adsorção de Avrami C – (adimensional) – constante que fornece informação a respeito da espessura da camada limite. α (mg g^-1min^-1) – taxa inicial de adsorção β (gmg^-1) – constante que indica a extensão da cobertura superficial e energia de ativação para quimissorção.
$q_{t} = \frac{q_{e}^{2} k_{2} t}{1 + k_{2} q_{e} t} (4)$	Pseudossegunda ordem
$q_{t} = k_{d} t^{0, 5} + C (5)$	Difusão intrapartícula
$q_{t} = \frac{1}{β} \ln (αβ) + \frac{1}{β} lnt (6)$	Elovich

MODELO	NOME	PARÂMETROS
$\begin{matrix} q_{e} = \frac{q_{max} K_{L} C_{eq}}{1 + K_{L} C_{eq}} & (7) \end{matrix}$	Langmuir	q_e e q_DR (mgg^-1) - quantidade de tartrazina adsorvida por massa de biocarvão no equilíbrio q_max(mgg^-1) - máxima capacidade de adsorção (teórica) K_L (Lmg^-1) - constante de Langmuir C_eq(mgL^-1)- concentração de tartrazina em solução no equilíbrio K_f ((mgg^-1)/(mgL^-1)ⁿ) - constante de Freundlich n (adimensional) - parâmetro que indica a magnitude da força motriz de adsorção ou a heterogeneidade da superfície R (JK^-1mol^-1) - constante universal dos gases (8.314) T (K) - temperatura absoluta b (J) - calor de adsorção A (Lmg^-1) - constante de ligação K_DR (mol²kj^-2) – constante relacionada à energia de adsorção
$\begin{matrix} q_{e} = K_{f} C_{e q}^{1 / n} & (8) \end{matrix}$	Freundlich
$\begin{matrix} q_{e} = \frac{R T}{b} l n (A C_{e}) & (9) \end{matrix}$	Temkin
$\begin{matrix} q_{e} = q_{D R} e^{- K_{D R} e^{2}} & (10) \end{matrix}$	DR

PARÂMETROS CINÉTICOS	MODELOS CINÉTICOS
PARÂMETROS CINÉTICOS	PSEUDOPRIMEIRA ORDEM	PSEUDOSSEGUNDA ORDEM	ELOVICH
q_e.m(mgg^-1)	9,60	10,08	-
q_e.exp (mgg^-1)	9,83	9,83	-
k	0,16424^* * k1 = min-1;	0,02901^ k2= g mg-1 min-1.	-
α (mg g^-1min^-1)	-	-	261,81445
β (mgg^-1)	-	-	1,0584
R²	0,97933	0,99892	0,97743
X²	0,16885	0,00885	0,18438

PARÂMETROS	FREUNDLICH	TEMKIN	DUBININ RADUSKEVICH
n	0,80868	-
K_f((mg.g^-1)/(mg.L^-1)ⁿ	0,81087	-
A (Lmg-1)	-	1,09525
b (J)	-	889,898
q_Dr(mgg^-1)	-	-	5,19747
K_DR(mol²kj^-2)	-	-	8,5817x10^-7
R²	0,95168	0,99919	0,99558
X²	0,08255	0,00138	0,00754

[1] Autor Responsável: Renata Medici Frayne Cuba

Brasil

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Tartrazine dye removal with activated biochar produced from anaerobic sludge of an industrial wastewater treatment plant

ABSTRACT