Adsorption kinetics and equilibrium of sildenafil and carbamazepine on activated carbon: potential use in wastewater treatment

NASLY DELGADO; ALBERTO CAPPARELLI; MAC LOUGHLIN TOMÁS MARIANO; MARINO, DAMIÁN J.G.

Congreso; 12th SETAC Latin America Biennial Meeting; 2017

El ingreso de contaminantes emergentes en aguas superficiales ha aumentadoconsiderablemente durante los últimos años debido al incremento en el empleo dediferentes compuestos químicos destinados a mejorar la calidad de vida, entre elloscompuestos farmacéuticos . Este tipo de compuestos han sido detectados en las aguassuperficiales gracias a nuevas y más avanzadas técnicas analíticas y a un interéscreciente en la comunidad científica respecto a su dinámica ambiental. Muchos deestos compuestos no son removidos de las aguas residuales mediante plantas detratamiento convencional, llegando a los causes de los ríos y causando alteraciones enla biota acuática y hasta en los seres humanos. Así, el sildenafil se ha encontrado enlos músculos de peces autóctonos de Argentina. En estudios previos, de capacidad deremoción de contaminantes emergentes, realizados con carbón activado granular enbatch, se determinó una capacidad de adsorción de hasta 300 mg/g y tiempos deequilibrio superiores a 14 d en las condiciones de ensayo. A los efectos de diseñarcolumnas que puedan ser empleadas en plantas de tratamiento a escala real, por lotanto, eficientes y rápidas, se hace necesario analizar la cinética de adsorción para otrotipo de adsorbente. Por esta razón, en el presente trabajo se estudia la capacidad deadsorción y eficiencia de remoción del carbón activado en polvo (mesh < 36 µm, áreasuperficial de 1328 m2/g, tamaño de poro de 0.66 nm) empleando dos fármacosmodelos, carbamazepina y sildenafil. Los ensayos se realizaron en condiciones batcha 25 °C y 90 rpm. Las concentraciones analizadas estuvieron entre 5 y 40 mg/L encontacto con 100 mg de adsorbente por litro de solución. Los resultados se analizaronmediante las isotermas de Langmuir y Freundlich y las cinéticas de pseudo primer ypseudo segundo orden. Porcentajes de remoción superiores al 90 % fueron obtenidosantes de 10 horas para carbamazepina y sildenafil, con tiempos de equilibrio inferioresa 48h y capacidad máxima de adsorción de hasta 500 mg/g. Los datos obtenidos seajustaron a cinéticas de pseudo segundo orden, con constantes de velocidad (g/mg*h)entre 0.010-0.001 para carbamazepina y 0.011-0.0005 para sildenafil. Se concluye queel carbón en polvo presenta mejor capacidad y velocidad de adsorción que el carbóngranular, indicando la conveniencia de este material para estudios futuros en columnasa escala piloto.