Remoção de diclofenaco de sódio por adsorção em carvão ativado: estudo experimental e modelagem matemática

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Nascimento, Ketyla Karla Rodrigues do
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso embargado
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual da Paraíba; Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP; Brasil; UEPB; Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA
• Palavras-chave em Português: Contaminantes emergentes; Leito fixo; Planejamento experimental; ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/5055

A inserção de contaminantes emergentes nos ecossistemas representa um desafio significativo para a saúde dos seres vivos. Diante desse cenário, no presente estudo, foi avaliada a remoção de diclofenaco de sódio – DCF por adsorção em carvão ativado granular – CAG e particulado – CAP. A caracterização do CAG se deu a partir da determinação do ponto de caga zero - pHPCZ, microscopia eletrônica de varredura e a espectroscopia de absorção na região do Infravermelho – FTIR. A parte experimental foi dividida em duas fases, a primeira foi o estudo da adsorção em ensaios em banho finito e a segunda, foi o processo de adsorção em fluxo contínuo (coluna) com a modelagem matemática. Foi aplicado um planejamento fatorial 24 completo, para avaliar a remoção de DCF em ambos os CA, com as variáveis independentes massa de adsorvente, concentração inicial da solução, pH e tempo de contato, com a finalidade de otimizar o processo de adsorção, observando o efeito sobre as variáveis respostas quantidade adsorvida - Qt e redução - REM, em percentual, da concentração do fármaco. Os resultados do planejamento exibem valores de Qt de aproximadamente 24 mg. g-1 e percentuais de remoção superiores a 95% para ambos os CAs. Os ensaios cinéticos e de equilíbrio foram realizados com a condição que apresentou maior Qt no planejamento experimental. Os dados cinéticos foram ajustados aos modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e equação de Elovich, sendo o modelo de pseudo-segunda ordem e a equação de Elovich que obtiveram melhor ajuste aos dados experimentais, apresentando maiores valores de R2 e Teste F. Para os ensaios de equilíbrio com o DCF os dados obtidos obtiveram melhor ajuste à isoterma de Sips apresentando maior valor de R2 e Teste F. Para o estudo da adsorção em coluna, foi aplicado um planejamento fatorial completo com três variáveis independentes, massa de carvão, concentração inicial e vazão de alimentação, com a finalidade de avaliar os efeitos sobre as variáveis respostas tempo de saturação – tSAT e quantidade adsorvida na saturação qSAT. Os resultados apontam que para tSAT apenas a concentração não apresentou relevância do ponto de vista estatístico e para qSAT todas as variáveis se mostraram estatisticamente significativas. O modelo matemático de Yan foi que apresentou melhor ajuste às curvas de ruptura. O CAG se mostrou eficiente para a remoção do DCF, apresentando percentuais de remoção satisfatórios para as condições experimentais aplicadas nesse estudo.