Regeneração eletroquímica in-situ de carvão ativado granular carregado com sulfametoxazol

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Missiaggia, Fernando Bonotto
• Orientador(a): Silva, Salatiel Wohlmuth da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Contaminantes emergentes; Carvão ativado; Antibiotico
• Palavras-chave em Inglês: Granular activated carbon; Antibiotic; Regeneration; Electrochemical process
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/264030

Este trabalho buscou avançar na temática sobre à adsorção de poluentes emergentes (PE) em carvão ativado granular (CAG) e de regeneração do adsorvente em um reator eletroquímico. Foram realizados testes em escala de bancada com a utilização do antibiótico sulfametoxazol (SMX) como PE, que possui grande uso no Brasil e por ser constituinte do medicamento Bactrim® . Além disso, o SMX já foi detectado em águas superficiais do arroio Dilúvio da cidade de Porto Alegre, e para outras localidades, em águas subterrâneas e de reúso agrícola. Desse modo, foram investigados os seguintes itens: i) estudo do melhor pH de trabalho para regenerar o CAG carregado sem uso da eletroquímica; ii) avaliação dos melhores parâmetros de operação do reator eletroquímico para regeneração do CAG (densidade de corrente, tempo de operação, pH, tipo da solução eletrolítica, regeneração catódica ou anódica) e oxidação do SMX; iii) avaliação da capacidade do CAG em ser regenerado em 5 ciclos consecutivos. O CAG carregado após 24 horas em agitação com uma solução sintética de SMX foi submetido à dessorção em solução eletrolítica sem aplicação do processo eletroquímico. Nesta condição, o SMX apresentou melhor dessorção em pH básico devido à repulsão de cargas entre SMX e carvão. Nos testes eletroquímicos, manteve-se as condições operacionais: 10 g de CAG carregado após 24 horas em agitação com a solução de SMX; 1 L de solução eletrolítica; concentração da solução em 5 g/L; fonte em modo galvanostático; vazão de reciclo de 75 L/h; temperatura em 20 °C; processo em batelada. Para as melhores condições operacionais no reator eletroquímico, verificou-se após os 48 testes realizados que, eficiência próxima a 100% de regeneração do CAG carregado sem detecção do SMX no meio aquoso ao final de um dostestes foi encontrado quando utilizado: 5 mA/cm², 15 min de operação, solução de NaCl (5 g/L), pH neutro e regeneração anódica (CAG próximo ao ânodo). As análises de carbono orgânico total (COT) apresentaram aumento da concentração ao longo dos testes, o que sugere perda de material particulado do carvão no meio líquido. A partir das melhores condições no reator, os ciclos de adsorção e regeneração da mesma porção do CAG foram avaliados. Houve uma perda da capacidade de regeneração do CAG de 50% após o terceiro ciclo, já no último, pôde-se recuperar apenas 21% da capacidade de adsorção do CAG. Desse modo, este trabalho serve como subsídio para novas propostas de regeneração in-situ de CAG carregado com poluentes emergentes em processos terciários de tratamento de água ou esgoto, além da possibilidade de oxidação dos PE dessorvidos.