Remoção do fungicida carbendazim por adsorção em carvão ativado granular

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Almeida, Ian Rocha de
• Orientador(a): Benetti, Antônio Domingues
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Carbendazim; Águas residuais : Tratamento; Fármacos; Adsorção; Carvão ativado
• Palavras-chave em Inglês: Adsorption; Granular activated carbon; Isotherms; Kinetics; Rapid Small-Scale Column Tests
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/266375

O estudo investigou a adsorção do fungicida Carbendazim (CBZ) em Carvão Ativado Granular (CAG) através de ensaios em batelada e em fluxo contínuo usando o método de Ensaios Rápidos em Colunas de Escala Reduzida (ERCER). Os ensaios foram realizados em meios contendo água deionizada somente e com adição de matéria orgânica, além de água pós-filtração de uma Estação de Tratamento de Água (ETA) de Porto Alegre. Foram analisados quais modelos de isoterma e cinética melhor se ajustaram à adsorção do fungicida. Foi realizado um estudo da termodinâmica do CBZ em água deionizada. Ensaios ERCER simularam a operação e remoção de CBZ em uma coluna com CAG. Nos testes foram obtidos os tempos de ruptura, saturação, taxa de transferência específica (TTE) e taxa de utilização do carvão (TUC) nas três matrizes aquosas testadas. Os resultados indicaram que a isoterma de Freundlich foi a que melhor se ajustou à adsorção do CBZ em CAG. A maioria dos experimentos mostrou que a adsorção do composto foi favorável. A remoção do fungicida é caracterizada como um processo exotérmico, espontâneo, com predominância da fisiossorção e a presença de interações dipolo-dipolo entre a superfície do CAG e o CBZ. Quanto à cinética, o modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se ajustou na adsorção do CBZ, independente das condições experimentais aplicadas e do meio no qual o CBZ estava dissolvido. A difusão intrapartícula influenciou mais na adsorção do CBZ em água da ETA. Quanto aos ERCER, o tempo de ruptura foi maior para os experimentos em AD. Não houve diferença significativa entre os pontos de saturação obtidos para este meio e nos demais. Os valores de TUC e TTE mostraram que a coluna com CBZ dissolvido somente em AD apresentou maior eficiência do que nas outras matrizes. De forma geral, a MON na forma de ácido húmico e as substâncias presentes na água filtrada da ETA impactaram no tempo de ruptura na coluna de CAG mas a interferência não foi significativa nos tempos de saturação. Analisando a competição do CBZ pelos sítios adsortivos do CAG com as substâncias presentes na água filtrada da ETA e com a matéria orgânica, observou-se que essa competição foi mais evidenciada nos estudos de isoterma e cinética, em que há a mudanças de valores dos parâmetros obtidos. A competição pelos sítios adsortivos do CAG é controlada principalmente pela distribuição dos tamanhos dos poros, uma vez que a matéria orgânica pode ocupar os macros e mesoporos do CAG, impedindo o acesso do CBZ aos microporos do adsorvente. As interações eletrostáticas entre a matéria orgânica e o carvão ativado também podem ter interferido na adsorção do CBZ, devido às características do CAG e dos compostos nas condições experimentais aplicadas. Para os experimentos utilizando o ERCER, a competição pelos sítios adsortivos do CAG não foi considerada significativa e há indícios de que a MON possa ter melhorado a eficiência do CAG. O estudo do fouling mostrou que a MON não impactou significativamente a curva de ruptura do CBZ.