Development and analysis of an alternative method for removing potentially toxic metals from water using sorbent materials

Abstract

The current work presents the use of a sorbent material to develop an alternative method for removing lead and barium from public water supplies. The sorbent material used was coconut fiber, which in addition to mitigating environmental pollution by reusing discarded waste, aids in the treatment of public water supplies by removing potentially toxic ions where conventional methods are not effective. In the alternative method used, we have a system of fixed bed reactors connected in series, with a volume of 0.250 L in each reactor. To characterize the adsorption process, we analyzed the variables pH, contact time, initial metal concentration, concentration of the sorbent material, and flow rate. Analysis of variance (ANOVA), multivariate analysis of variance (MANOVA), and the T-test were carried out. The parameters initial metal concentration and flow rate were shown to be non-significant for the confidence interval adopted in the conditions of the current work. The removal of Pb2+and Ba2+ions was greater than 60% in all the parameters studied, and in a single pass through the reactors, showing the viability of this procedure. Coconut fiber presented appropriate characteristics for the biosorption of lead and barium ions, constituting a sustainable and promising process to be used together with classical water treatment processes to remove potentially toxic metals.

O presente trabalho apresenta a utilização de material sorvente para o desenvolvimento de um método alternativo para remoção de chumbo e bário das águas de abastecimento público. O material utilizado foi a fibra de coco que além de mitigar a poluição ambiental pela reutilização de resíduos descartados auxiliam o tratamento das águas de abastecimento público pela remoção de íons potencialmente tóxicos. No método utilizado temos um sistema de reatores de leito fixo ligados em série, com volume de 0,250 L em cada reator. Para caracterização do processo de adsorção, foram analisadasas variáveis pH, tempo de contato, concentração inicial do metal, concentração do material sorvente e vazão. Realizou-se a análise de variância (ANOVA), análise multivariada da variância (MANOVA) e teste-T. Os parâmetros concentração inicial do metal e vazão mostraram-se não significativos para o intervalo de confiança adotado nas condições do trabalho. As remoções dos íons Pb2+e Ba2+foram superiores a 60%, dentro de todos os parâmetros estudados e em uma única passagem pelos reatores, mostrando a viabilidade deste procedimento. A fibra de coco apresentou características apropriadas para o processo de biossorção dos íons chumbo e bário, constituindo como um processo sustentável e promissor para ser empregado juntamente com os processos clássicos de tratamento de água.