Uso de resíduos de conchas de moluscos no tratamento de águas residuais: uma revisão sobre processos e potencialidades
DOI:
https://doi.org/10.24221/jeap.8.3.2023.5809.156-171Keywords:
Concha de moluscos bivalves, substrato natural, adsorção, fosfatoAbstract
A pesca de mariscos é uma atividade de grande relevância para comunidades ribeirinhas por todo o mundo, contribuindo para a geração de renda familiar, produção de alimento saudável e para o desenvolvimento econômico local. Contudo, muitos impactos são resultantes dessa atividade, devido a sobra das conchas depois do beneficiamento, onde são geradas grandes quantidades de resíduos sólidos que, na maioria das vezes, são descartados incorretamente. Devido à sua composição, as conchas podem ser aplicadas em diversas áreas e, nos últimos anos, a comunidade científica tem avaliado o seu uso na biorremediação de efluentes. Nesse aspecto, o estudo objetivou realizar uma revisão sobre a utilização de resíduos de conchas de moluscos como substrato para o tratamento de águas residuais, fornecendo uma visão geral sobre a composição dos materiais, dos processos aplicados e de toda a potencialidade de reutilização ou descarte adequado desses resíduos. A revisão foi realizada buscando artigos e demais estudos provenientes das bases de dados Scopus, Web of Science e Science Direct. Os resultados obtidos apresentam uma diversidade de processos de tratamentos com diferentes valores de eficiências de remoção de compostos em efluentes brutos, sintéticos e tratados. Constatações a respeito da eficiência de adsorção de compostos fosfatados se mostraram fortemente promissoras, uma vez que, a grande maioria dos autores, mesmo utilizando-se de condições diferentes, obtiveram altas taxas de remoção. Além dos aspectos voltados aos processos físicos e químicos aplicados, os autores também enfatizaram a viabilidade econômica e à mitigação dos impactos no descarte incorreto desses materiais.Downloads
References
Abdullah, N. H.; Syahrul, M.; Yaacob, S.; Athirah, N.; Rani, I.; Muhammad, T.; Haziq, F.; Azman, T.; Nur, M.; Sumawan, I.; Hamid, N. B.; Atikah, N.; Salim, A.; Kaamin, M.; Azraie, M.; Kadir, A.; Ahmad, N.; Lazim, Z. M.; Nuid, M.; Talaiekhozani, A. 2021. Phosphate Adsorption from Synthetic Aqueous Solutions by Waste Mussel Shell: Kinetics and Isotherms Studies. International Journal of Nanoelectronics and Materials, 14, 1-10.
Abdullah, N. H.; Xian, O. J.; Yi, C. Z.; Yuan, N. S.; Yaacob, M. S. S.; Salim, N. A. A.; Ahmad, N.; Lazim, Z. M.; Nuid, M.; Abdullah, F. 2023. Removal of Phosphate from Synthetic Wastewater by Using Marsh Clam (Polymesoda expansa) Shell as an Adsorbent. Biointerface Research in Applied Chemistry, 13, 1-12. https://doi.org/10.33263/BRIAC131.056
Abeynaike, A.; Wang, L.; Jones, M. I.; Patterson, D. A. 2011. Pyrolysed powdered mussel shells for eutrophication control: Effect of particle size and powder concentration on the mechanism and extent of phosphate removal. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering, 6, 231-243. https://doi.org/10.1002/apj.426
Barros, M. C.; Magán, A.; Valiño, S.; Bello, P. M.; Casares, J. J.; Blanco, J. M. 2009. Identification of best available techniques in the seafood industry: a case study. Journal of Cleaner Production, 17, 391-399. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2008.08.012
Chen, J.; Cai, Y.; Clark, M.; Yu, Y. 2013. Equilibrium and Kinetic Studies of Phosphate Removal from Solution onto a Hydrothermally Modified Oyster Shell Material. PLoS ONE, 8, 1-10. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0060243
Cheng, G.; Li, Q.; Su, Z.; Sheng, S.; Fu, J. 2018. Preparation, optimization, and application of sustainable ceramsite substrate from coal fly ash/waterworks sludge/oyster shell for phosphorus immobilization in constructed wetlands. Journal of Cleaner Production, 175, 572-581. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.12.102
Cheng, M.; Liu, M.; Chang, L.; Liu, Q.; Wang, C.; Hu, L.; Zhang, Z.; Ding, W.; Chen, L.; Guo, S.; Qi, Z.; Pan, P.; Chen, J. 2023. Overview of structure, function and integrated utilization of marine shell. Science of the Total Environment, 870, 1-21. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.161950.
Cui, Y., Liu, C., Wang, L. 2010. Feasibility of Acidogenesis Reactor with Shell Carrier for Domestic Wastewater Treatment. 4th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering, Chengdu, China, pp. 1-3, IEEE. https://doi.org/10.1109/ICBBE.2010.5517515
Cui, Y.; Tong, Q.; Zhao, J. 2010. Performance of Substrates Removal in Biological Aerated Filter with Shell Carriers. Anais Proceedings of the 3rd International Conference on Environmental Technology and Knowledge Transfer, Dalian, China, pp. 499-502.
Fagundes, S. T. F.; Silva, L. B. 2022. Potencial uso dos resíduos de conchas de moluscos: uma revisão. Research, Society and Development, 11, 1-11. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v11i3.26614
Jones, M. I.; Wang, L. Y.; Abeynaike, A.; Patterson, D. A. 2011. Utilisation of waste material for environmental applications: Calcination of mussel shells for waste water treatment. Advances in Applied Ceramics, 110, 280-286. https://doi.org/10.1179/1743676111Y.0000000016
Kwon, H. B.; Lee, C. W.; Jun, B. S.; Yun, J.; Weon, S. Y.; Koopman, B. 2004. Recycling waste oyster shells for eutrophication control. Resources, Conservation and Recycling, 41, 75-82. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2003.08.005
Liao, Y.; Wang, X.; Kong, D.; Da, B.; Chen, D. 2023. Experiment research on effect of oyster shell particle size on mortar transmission properties. Construction and Building Materials, 375. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131012.
Li, H. Y.; Tan, Y. Q.; Zhang, L.; Zhang, Y. X.; Song, Y. H.; Ye, Y.; Xia, M. S. 2012. Bio-filler from waste shellfish shell: preparation, characterization, and its effect on the mechanical properties on polypropylene composites. Journal of Hazardous Materials, 217-218, 256-262. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.03.028
Li, X., Li, Q., Cheng, N., Liu, Y., Cui, Y. 2010. Substrates removal in anaerobic reactor with shell carriers. Anais Proceedings of the 3rd International Conference on Environmental Technology and Knowledge Transfer, Dalian, China, pp. 503-505.
Liu, Y. X.; Yang, T. O.; Yuan, D. X.; Wu, X. Y. 2010. Study of municipal wastewater treatment with oyster shell as biological aerated filter medium. Desalination, 254, 149-153. https://doi.org/10.1016/j.desal.2009.12.003
Martins, M. C.; Santos, E. B. H.; Marques, C. R. 2017. First study on oyster-shell-based phosphorous removal in saltwater - A proxy to effluent bioremediation of marine aquaculture. Science of The Total Environment, 574, 605-615. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.103.
McCorquodale-Bauer, K.; Cicek, N. 2020. Zebra mussel shells as an alternative mineral resource for lime production as a phosphorus precipitant. Environmental Technology, 43, 1446-1457. https://doi.org/10.1080/09593330.2020.1836029.
Nadeem, Y. 2018. Potential for Treatment of Household Wastewater by Using Waste Seashells as a Biofilter Media. Tese de Mestrado, Universidade Norueguesa de Ciências Ambientais e Biológicas. 60p.
Nguyen, T. A. H.; Ngo, H. H.; Guo, W. S.; Nguyen, T. T.; Vu, N. D.; Soda, S.; Nguyen, T. H. H.; Nguyen, M. K.; Tran, T. V. H.; Dang, T. T.; Nguyen, V. H.; Cao, T. H. 2020. White hard clam (Meretrix lyrata) shells as novel filter media to augment the phosphorus removal from wastewater. Science of the Total Environment, 741, 1-14. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140483
Pap, S.; Gaffney, P. P. J.; Bremner, B.; Turk Sekulic, M.; Maletic, S.; Gibb, S. W.; Taggart, M. A. 2022. Enhanced phosphate removal and potential recovery from wastewater by thermo-chemically calcinated shell adsorbents. Science of the Total Environment, 814, 1-13. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152794
Pap, S.; Sekulic, M. T.; Bremner, B. M.; Taggart, A. 2021. From molecular to large-scale phosphorous recovery from wastewater using cost-effective adsorbents: an integrated approach. In: Mohammad, A. W.; Ang, W. L. [eds.]. Integrated and Hybrid Process Technology for Water and Wastewater Treatment, pp. 61-85. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-823031-2.00025-2.
Paradelo, R.; Conde-Cid, M.; Cutillas-Barreiro, L.; Arias-Estévez, M.; Nóvoa-Muñoz, J. C.; Álvarez-Rodríguez, E.; Fernández-Sanjurjo, M. J.; Núñez-Delgado, A. 2016. Phosphorus removal from wastewater using mussel shell: Investigation on retention mechanisms. Ecological Engineering, 97, 558-566. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2016.10.066
Park, W. H. 2009. Integrated constructed wetland systems employing alum sludge and oyster shells as filter media for P removal. Ecological Engineering, 35, 1275-1282. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2009.05.015
Park, W. H.; Polprasert, C. 2008. Roles of oyster shells in an integrated constructed wetland system designed for P removal. Ecological Engineering, 34, 50-56. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2008.05.014
Salim, N. A. A; Zaini, M. A. A.; Fulazzaky, M. A.; Puteh, M. H.; Abdullah, N. H.; Nuid, M.; Lazim, Z. M.; Ahmad, N. 2022a. A Two-Stage Batch System for Phosphate Removal from Wastewater by Iron-Coated Waste Mussel Shell to Assess the Optimum Adsorbent Dosage. Journal of Water Chemistry and Technology, 44, 10-20. https://doi.org/10.3103/S1063455X22010088
Salim, N. A. A.; Fulazzaky, M. A.; Puteh, M. H.; Khamidun, M. H.; Yusoff, A. R. M.; Abdullah, N. H.; Nuid, M. 2021a. Adsorption of phosphate from aqueous solution onto iron-coated waste mussel shell: Physicochemical characteristics, kinetic, and isotherm studies. Biointerface Research in Applied Chemistry, 11, 12831-12842. https://doi.org/10.33263/BRIAC115.1283112842
Salim, N. A. A.; Fulazzaky, M. A.; Puteh, M. H.; Khamidun, M. H.; Yusoff, A. R. M.; Abdullah, N. H.; Fulazzaky, M.; Zaini, M. A. A. 2022a. Mass Transfer Kinetics and Mechanisms of Phosphate Adsorbed on Waste Mussel Shell. Water, Air, and Soil Pollution, 233. https://doi.org/10.1007/s11270-022-05693-8
Salim, N. A. A.; Fulazzaky, M. A.; Zaini, M. A. A.; Puteh, M. H.; Khamidun, M. H.; Yusoff, A. R. M.; Abdullah, N. H.; Ahmad, N.; Lazim, Z. M.; Nuid, M. 2021b. Phosphate removal from wastewater in batch system using waste mussel shell. Biointerface Research in Applied Chemistry, 11, 11473-11486. https://doi.org/10.33263/BRIAC114.1147311486
Santos, T. S.; Lima, A. J.; Michelan, D. C. G. S. 2021. Perspectivas sobre o uso de materiais alternativos no tratamento de água: revisão sistemática desenvolvida em filtros lentos. Revista Brasileira de Meio Ambiente, 9, 121-139.
Šarko, J.; Mažeikien?, A. 2020. Investigation of Sorbents for Phosphorus Removal. Proceedings of the International Conference on Environmental Engineering-ICEE, Riga, Letônia. https://doi.org/10.3846/enviro.2020.620
Sun, H. J.; Yang, S. H.; Cui, Y. B. 2013. Shell powder for strengthening phosphate removal efficiency in wastewater treatment. Advanced Materials Research, 781-784, 2138-2141. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.781-784.2138
Vieira, B.; Coelho, L. H. G.; Jesus, T. A. 2019. Phosphate sorption in shellfish shell (venerupis pulastra) substrates: development of green and low-cost technology for tertiary treatment of effluents. Journal of Environmental Engineering, 145. https://doi.org/10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0001489
Wang, Z.; Dong, J.; Liu, L.; Zhu, G.; Liu, C. 2013a. Study of oyster shell as a potential substrate for constructed wetlands. Water Science and Technology, 67, 2265-2272. https://doi.org/10.2166/wst.2013.105
Wang, Z.; Dong, J.; Liu, L.; Zhu, G.; Liu, C. 2013b. Screening of phosphate-removing substrates for use in constructed wetlands treating swine wastewater. Ecological Engineering, 54, 57-65. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2013.01.017
Yao, Z.; Xia, M.; Li, H.; Chen, T.; Ye, Y.; Zheng, H. 2014. Bivalve shell: not an abundant useless waste but a functional and versatile biomaterial. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 44, 2502-2530. https://doi.org/10.1080/10643389.2013.829763
Yu, Y.; Wu, R.; Clark, M. 2010. Phosphate removal by hydrothermally modified fumed silica and pulverized oyster shell. Journal of Colloid and Interface Science, 350, 538-543. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2010.06.033
Zapater-Pereyra, M.; Malloci, E.; van Bruggen, J. J. A.; Lens, P. N. L. 2014. Use of marine and engineered materials for the removal of phosphorus from secondary effluent. Ecological Engineering, 73, 635-642. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2014.09.112
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Vinícios Freitas Silva, Janssen Júlio Rodrigues, Bruno e Silva Ursulino
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Material protegido por direitos autorais e plágio. No caso de material com direitos autorais ser reproduzido no manuscrito, a atribuição integral deve ser informada no texto; um documento comprobatório de autorização deve ser enviado para a Comissão Editorial como documento suplementar. É da responsabilidade dos autores, não do JEAP ou dos editores ou revisores, informar, no artigo, a autoria de textos, dados, figuras, imagens e/ou mapas publicados anteriormente em outro lugar. Se existir alguma suspeita sobre a originalidade do material, a Comissão Editorial pode verificar o manuscrito por plágio. Nos casos em que trechos já publicados em outro documento for confirmado, o manuscrito será devolvido sem revisão adicional e sem a possibilidade de nova submissão. Autoplágio (ou seja, o uso de frases idênticas de documentos publicados anteriormente pelo mesmo autor) também não é aceitável.
Direitos autorais: Autor
Material protected by copyright and plagiarism rights. In the case of copyrighted material being reproduced in a manuscript, full attribution should be informed in the text; an authorization document is proving to be sent to the Editorial Board as a supplementary document. It is the responsibility of the authors, not JEAP or editors or reviewers, to inform, in the article, the authors of texts, data, graphics, images and maps previously published elsewhere. If there is any suspicion about the originality of the material, the Editorial Board can check the manuscript for plagiarism. Where plagiarism is confirmed, the document will be returned without further review and the possibility of a new submission. Self-plagiarism (i.e., the use of the same phrases previously published documents by any of the authors) is not acceptable.
Copyright: Author
