Remoção de paracetamol por adsorção em carvão ativado : processo em batelada e coluna de leito fixo

Abstract

A presença de compostos disruptores endócrinos, como os fármacos, em matrizes aquáticas é uma crescente preocupação. Seus efeitos adversos na saúde humana e nos sistemas ecológicos não estão totalmente esclarecidos, ainda que os exerçam mesmo em concentrações muito baixas. O paracetamol é um dos fármacos analgésicos mais antigos e de uso mais difundido no mundo. Estudos recentes debatem seus efeitos a longo prazo, os quais podem representar riscos à saúde humana. A remoção desse e dos demais compostos similares em sistemas de tratamento de efluentes usuais não é completa, permitindo a sua acumulação em recursos hídricos. Entre os processos, a adsorção apresenta características promissoras sob os aspectos econômicos e de eficiência de remoção. Neste contexto, o presente estudo teve por objetivo avaliar a remoção de paracetamol de soluções aquosas através da adsorção em processo contínuo e descontínuo utilizando carvão ativado comercial granular. Os experimentos em batelada avaliaram os efeitos do pH do meio, do tempo de contato e da concentração de adsorvente. Foram utilizados modelos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem para descrever a cinética de adsorção. Os modelos de isoterma avaliados foram os de Langmuir, Freundlich e de Redlich-Peterson. Na adsorção em coluna de leito fixo o efeito dos parâmetros vazão de efluente e altura do leito de carvão foram investigados. Os resultados mostraram que o pH não exerceu influência significativa na adsorção do fármaco. Assim, o pH natural da solução, próximo a 6, foi utilizado na realização dos demais ensaios. O tempo necessário para que o equilíbrio fosse atingido foi de 180 minutos e a concentração de sólido adsorvente correspondeu a 10 g L-1. Com estas condições obteve-se 90% de remoção do poluente. O modelo cinético que apresentou melhor ajuste aos dados experimentais foi o de pseudo-segunda ordem, com os parâmetros q1 de 1,7 mg g-1 e K1 igual a 0,0148 min-1. Na avaliação das isotermas, o modelo de Redlich-Peterson apresentou o maior coeficiente de determinação (R²), igual a 0,99, com os parâmetros n igual a 0,724, kR de 1,7 L mg-1 e aR igual 1,012 L mg-1. No processo em regime contínuo, o melhor desempenho da coluna de leito fixo foi verificado na operação com vazão igual a 3 mL L-1 e 0,5 g de leito, sendo possível tratar 810 mL de solução de 20 mg L-1 de paracetamol por grama de carvão do leito. Estes resultados indicaram que os processos de adsorção propostos apresentam grande potencial para a resolução do problema representado pela contaminação de paracetamol em água e efluentes.