Aplicação de adsorvedores pulverizados magnetizados na remoção de 17ß -estradiol, diclofenaco e triclosan no tratamento de água para abastecimento visando sua reutilização

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Pimenta, José Augusto Alves
• Orientador(a): Kuroda, Emilia Kiyomi
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Tratamento de água; Absorção; Carvão ativado pulverizado magnetizado; Recuperação de obsorvedores magnetizados
• Área do conhecimento CNPq: Engenharias - Engenharia Civil
• Link de acesso: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/18571

Resumo: A presença de princípios ativos como fármacos e produtos de cuidado pessoal em mananciais, superficiais ou subterrâneos, implica na degradação da qualidade da água bruta que, por vezes, é utilizada abastecimento público. As estações de tratamento de água- ETAs utilizam no Brasil, em sua maioria, o tratamento por ciclo completo, composto pelas etapas de coagulação, floculação, sedimentação e filtração, que sozinho é ineficiente na remoção de hormônios, anti-inflamatórios e resíduos de produtos de cuidado pessoal, como 17ß-estradiol – E2, Diclofenaco – DCF e Triclosan – TRC, respectivamente. Sendo assim, faz-se necessário investigar técnicas complementares que, associadas às técnicas convencionais de tratamento, sejam capazes de produzir água com qualidade adequada para consumo humano. A adsorção com materiais pulverizados como carvão ativado - CAP e zeólitas - ZEO apresenta-se como uma alternativa. No entanto, um dos problemas acerca da aplicação desses materiais, é que eles apresentam alto custo e seu uso implica na geração de mais resíduos nas ETAs, surgindo, então, a necessidade de estudos acerca de sua reutilização. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do emprego de adsorvedores pulverizados magnetizados (CAPs e ZEOs) na adsorção e dessorção de E2, DCF e TRC, como processo complementar ao tratamento de águas para abastecimento por ciclo completo, em escala de bancada, visando sua reutilização. Para tanto foi implementado e validado um método quali-quantitativo de análise cromatográfica de E2, DCF e TRC, com linearidade, sensibilidade, precisão, exatidão, especificidade/seletividade e efeito matriz adequados. Dos 4 carvões CAPs e das 4 ZEOs amostrados, selecionou-se o CAP5mag como adsorvedor de maior eficiência de adsorção de E2, DCF e TRC (100; 59,4 e 78,7%, respctivamente). As condições de dessorção investigadas, para os solventes metanol – MeOH, acetona – ACT e acetonitrila – ACN, indicaram que o processo foi norteado pela afinidade/capacidade de interação e/ou solubilização dos contaminantes estudados, no qual o CAP5mag apresentou-se como o adsorvedor de maior eficiência de dessorção, de E2, DCF e TRC (27,9; 100 e 94,8%, respectivamente), sendo então o adsorvedor magnetizado selecionado – AMS. A caracterização complementar do AMS indicou que o processo de magnetização acarretou reduções significativas dos parâmetros relativos à microporosidade do material. Todavia, a eficiência adsortiva do carvão magnetizado foi aumentada, indicando que o processo de magnetização pode ter atribuído características físico-químicas que favoreceram a adsorção. A condição de coagulação de maior eficiência foi definida em ensaios de coagulação, floculação e sedimentação, utilizando cloreto de polialumínio em uma amostra de água do rio Tibagi (dosagem de alumínio = 8 mg L-1 e pH = 6,25). Nos experimentos de tratabilidade, a água bruta do rio Tibagi foi fortificada com E2, DCF e TRC, resultando em concentrações de 57; 67,8 e 44,9 µg L-1, respectivamente. O tratamento pela técnica de ciclo completo com filtração em areia apresentou porcentagens de remoção de apenas 9,5; 0,6, e 5,4% para E2, DCF e TRC, respectivamente, sendo ineficiente na remoção destes compostos. O AMS foi aplicado como processo complementar ao tratamento de água por ciclo completo simulando dois pontos de aplicação, sendo um após a coagulação na ETA, com tempo de contato de 30 minutos e dosagem de 70 mg L-1 e na captação de água bruta com tempo de contato de 60 min e dosagem de 70 mg L-1. Ambas as condições de aplicação de AMS apresentaram eficiências de remoção de aproximadamente 100% de E2, DCF e TRC, evidenciando assim a eficácia da aplicação do AMS como processo complementar ao tratamento por ciclo completo. A recuperação do AMS incorporado ao lodo gerado pelo tratamento por ciclo completo, em bateladas, foi mais eficiente utilizando tempo de contato de 30 min, com 80 ± 1,5% de eficiência. O processo de dessorção de E2, DCF e TRC do AMS com o solvente de maior eficiência, MeOH, resultou em eficiências médias superiores a 61,9; 73,9 e 67,5 %, respectivamente. A recuperação do metanol empregado no processo de dessorção por evaporação e condensação, resultou em uma média superior a 84,2%. A reutilização do AMS em 4 ciclos levou à exaustão a capacidade adsortiva do material e a adoção de uma estratégia operacional de suplementação da dosagem de 20% de AMS novo a cada ciclo resultou em remoções de aproximadamente 100% dos compostos.