Remoção em fase líquida do fármaco diclofenac por adsorção em coluna de leito fixo com carvão vegetal ativado

Abstract

A qualidade de água potável está a ser afetada, principalmente pela descarga de efluentes contendo contaminantes emergentes, como o composto diclofenac (DCF). Este é um fármaco amplamente usado a nível mundial como anti-inflamatório e é considerado um composto potencialmente perigoso para o ambiente aquático. O processo de adsorção com carvão ativado é considerado competitivo e versátil no tratamento de águas, no entanto, este tem um elevado custo, por isso a procura de adsorventes alternativos mais baratos tem aumentado. No presente trabalho utilizou-se como precursor de carvão ativado um carvão vegetal obtido como subproduto de um processo de carbonização de madeira proveniente de árvores invasoras e outros resíduos agroflorestais. O principal objetivo desta dissertação foi o estudo da remoção de DCF, em solução aquosa, por adsorção em coluna de leito fixo utilizando-se como material adsorvente um carvão vegetal ativado (CVA_5). A capacidade de adsorção do carvão CVA_5 foi comparada com a de um carvão ativado comercial (CAC). O efeito da variação das condições experimentais (caudal, concentração de DCF, massa de carvão e temperatura) nas curvas de rutura foi também estudado. De um modo geral, o carvão CVA_5 apresentou melhor desempenho, valores mais elevados de capacidade de adsorção e de eficiência de remoção DCF, comparativamente ao carvão CAC. As condições que maximizaram a eficiência de remoção de DCF (82%) com o carvão CVA_5 foram: Q = 4 mL min-1; C0 = 100 mg L-1; mcarvão = 2 g; T = 15 ºC. A melhor eficiência do carvão CVA_5 deveu-se ao seu maior volume de microporos estreitos que apresentam maior afinidade para a moléculas de DCF. A elevada densidade de cargas positivas à superficie deste carvão (elevada basicidade), poderá também ter aumentado a atracção electrostática pela molécula desprotonada de DCF. As curvas de rutura teóricas obtidas com os modelos cinéticos de Thomas, Yoon-Nelson e Bohart-Adams, apresentaram um ajuste fraco aos dados experimentais, pois o processo de adsorção com ambos os carvões CAC e CVA_5 apresentou limitações difusionais significativas.