Remoção de contaminante orgânico em água por adsorção com carvão de casca de pitaia polpa rosa (Hylocereus polyrhizus)

Abstract

A adsorção é uma técnica recorrentemente empregada no tratamento de águas residuais com o intuito de remover contaminantes emergentes do meio. Nos últimos anos, diversos estudos vêm sendo realizados e publicados sobre a utilização de resíduos agroindustriais como precursores na produção de biossorventes. Neste sentido, o presente trabalho realizou um estudo aplicado de remoção de diclofenaco sódico em meio aquoso utilizando casca de pitaia polpa rosa como biossorvente. O adsorvente foi produzido por carbonização a 500 °C e posterior tratamento químico com ácido fosfórico. Os adsorventes apenas carbonizado e ativado quimicamente foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV/ EDS), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), adsorção de nitrogênio e ponto de carga zero (PCZ), para auxiliar na proposição do mecanismo de adsorção do diclofenaco sódico nos adsorventes testados (carvão não ativado, e carvão ativado). A cinética de adsorção de diclofenaco sódico com carvão não ativado de casca de pitaia (CP) e carvão ativado de casca de pitaia (CA) foi descrita com um modelo de primeira ordem, semi-empírico com parâmetros ajustados aos resultados cinéticos experimentais. Dados de adsorção de diclofenaco sódico no equilíbrio foram obtidos a 25 °C e modelados com as isotermas de Langmuir e Freundlich. Os parâmetros do modelo cinético e de equilíbrio foram ajustados com os métodos Simplex e de Levemberg- Marquardt, respectivamente. A capacidade de remoção do diclofenaco sódico utilizando o CP foi de 4,501,98 mg g-1 e para o CA removeu até 56,6117,00 mg g-1. O carvão da casca de pitaia ativado apresentou bom desempenho na adsorção do diclofenaco sódico, portanto, pode ter aplicação tecnológica.

Adsorption is a technique frequently used in wastewater treatment with the aim of removing emerging contaminants from the environment. In recent years, several studies have been carried out and published on the use of agro- industrial waste as precursors in the production of biosorbents. In this sense, the present work carried out an applied study of the removal of diclofenac sodium in an aqueous medium using pink pulp dragon fruit peel as a biosorbent. The adsorbent was produced by carbonization at 500 °C and subsequent chemical treatment with phosphoric acid. The only carbonized and chemically activated adsorbents were characterized by scanning electron microscopy (SEM/EDS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), nitrogen adsorption and point of zero charge (PCZ), to assist in proposing the mechanism of adsorption of diclofenac sodium on the tested adsorbents (non- activated carbon and activated carbon). The adsorption kinetics of diclofenac sodium with non-activated dragon fruit peel carbon (CP) and activated dragon fruit peel carbon (CA) were described with a first-order, semi-empirical model with parameters adjusted to the experimental kinetic results. Equilibrium diclofenac sodium adsorption data were obtained at 25 °C and modeled with Langmuir and Freundlich isotherms. The kinetic and equilibrium model parameters were adjusted using the Simplex and Levemberg-Marquardt methods, respectively. The removal capacity of diclofenac sodium using CP was 4,501,98 mg g-1 (4,5%) and for CA it removed up to 56.6117.00 mg g-1 (56,61%). Activated pitaya peel charcoal showed good performance in the adsorption of sodium diclofenac, therefore, it may have technological application.