Remoção de diclofenaco em água de abastecimento por adsorção em material de baixo custo
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Data
Autores
Orientador
Américo-Pinheiro, Juliana Heloisa Pinê 
Isique, William Deodato
Coorientador
Pós-graduação
Engenharia Civil - FEIS
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Durante anos utilizou-se a coagulação, floculação, decantação, filtração e desinfecção para tratamento de água, contudo com a detecção dos Contaminantes Emergentes (CE’s) nos mananciais, como os fármacos, agregou-se aos métodos tradicionais o processo de adsorção, uma técnica avançada para a remoção dos CE’s. O objetivo do presente estudo foi desenvolver um material compósito de polietileno de tereftalato (PET) e cinza pesada de cana de açúcar (CPCA) funcionalizado com óxido de ferro (Fe3+) de baixo custo e avaliar a eficiência desse compósito na adsorção de diclofenaco de sódio (DIC) em solução sintética, simulando água de abastecimento para procedimento em batelada e em sistema de fluxo contínuo para aplicação em coluna de leito fixo. Utilizou-se para o procedimento em batelada uma concentração de 1000 µg.L-1 de DIC e 500 µg.L-1 de DIC para o ensaio em coluna de leito fixo. O processo adsorção em batelada iniciou-se com a determinação da massa do adsorvente, para obter a massa necessária para adsorver a quantidade analisada de DIC, seguido pela cinética de adsorção e isoterma de adsorção, avaliando a velocidade de reação e capacidade de adsorção, respectivamente. Por fim, verificou-se como o adsorvente se comportaria em fluxo contínuo por meio do ensaio de coluna em leito fixo. A determinação de massa permitiu concluir que a quantidade de 0,3 g de PETCPCA/Fe3+ é a que melhor se ajustaria à solução trabalho. O modelo de pseudo-segunda ordem (PSO) foi o que se ajustou ao estudo, tendo um coeficiente de determinação (R²) igual à 0,97. O estudo das isotermas (Lagmuir e Freundlich) foram ajustados para as temperaturas de 25, 35 e 45°C e a curva que melhor descreveu o processo adsortivo foi Lagmuir, que prevaleceu com R² superior ao modelo de Freundlich nas temperaturas de 25 e 35°C, porém Freundlich teve evidência na temperatura de 45°C. O compósito de PETCPCA/Fe3+ empacotado em coluna de leito fixo obteve 98% de remoção de DIC, atingindo 35 horas de operação até o ponto de saturação. Por fim, o compósito de PETCPCA/Fe3+ mostrou características satisfatórias para com a remoção de DIC em solução sintética simulando água de abastecimento, atingindo taxas superiores a 90% de remoção de DIC para ensaios em batelada e 98% em leito fixo.
Resumo (inglês)
For years, coagulation, flocculation, decantation, filtration and disinfection for water treatment were used, however with the detection of the Emerging Contaminants (EC’s) in the springs, as the drugs, the traditional methods were added the adsorption process, a technique advanced for EC removal. The objective of the present study was to develop a low cost composite material of polyethylene terephthalate (PET) and sugarcane ash (SCA) with iron oxide (Fe3+) and to evaluate the efficiency of this composite in the adsorption of diclofenac sodium (DIC) in synthetic solution, simulating supply water for batch process and continuous flow system for fixed bed column application. A concentration of 1000 μg.L-1 of DIC and 500 μg.L-1 of DIC was used for the batch procedure for the fixed bed column assay. The batch adsorption process was started by determining the mass of the adsorbent to obtain the mass needed to adsorb the analyzed amount of DIC, followed by adsorption kinetics and adsorption isotherm, evaluating the reaction rate and adsorption capacity, respectively. Finally, it was verified how the adsorbent would conduct in a continuous flow through the fixed bed column test. The determination of mass allowed to conclude that the amount of 0.3 g PETSCSA/Fe3+ is the one that would best fit the work solution. The second-order model (SOM) was the one that fit the study, having a coefficient of determination (R²) equal to 0.97. The isotherms (Lagmuir and Freundlich) were adjusted to temperatures of 25, 35 and 45 °C and the curve that best described the adsorption process was Lagmuir, which prevailed with R² higher than Freundlich at temperatures of 25 and 35 °C, but Freundlich had evidence at a temperature of 45 °C. The composite of PETCPCA / Fe3+ packed in a fixed bed column obtained 98% removal of DIC, reaching 35 hours of operation until the point of saturation. Finally, the PETCPCA / Fe3+ composite showed satisfactory characteristics for the removal of DIC in a synthetic solution simulating supply water, reaching rates of over 90% of DIC removal for batch tests and 98% for fixed bed.
Descrição
Palavras-chave
Anti-inflamatório, Cromatografia, Fármacos, Isoterma, Anti-inflammatory, Chromatography, Pharmaceuticals, Isotherm
Idioma
Português
