Remoção de nitrogênio amoniacal por adsorção em carvão ativado

Abstract

Atividades humanas como a disposição inadequada de resíduos líquidos e sólidos, uso excessivo de fertilizantes e a produção de energia tem provocado alterações no ciclo natural do nitrogênio. Uma das formas mais tóxicas do nitrogênio é a amônia (NH3 ou NH4+). Sendo ela a principal causa da eutrofização de corpos hídricos, além de ser altamente tóxica em água. Técnicas convencionais para o tratamento desse poluente geralmente não são eficientes o suficiente para atingir os parâmetros exigidos por legislações nacionais, e técnicas com desnitrificação, troca iônica e osmose reversa apresentam altos custos de operação. Dessa forma, técnicas de adsorção de amônia vêm sendo estudada com vários tipos de materiais adsorventes, e tem se mostrado bastante eficiente. O carvão ativado comercial é um sólido adsorvente com grande capacidade de sorver íons e compostos orgânicos, sendo indicado para a remoção de poluentes de soluções aquosas. Portanto, este trabalho estudou a possibilidade de se tratar efluentes contendo amônia, utilizando carvão ativado como sólido adsorvente em soluções sintéticas de amônia. Para isso, realizaram-se ensaios de adsorção para obterem-se as condições ótimas de processo. Foram estudadas a influência do pH, da concentração do sólido sorvente, da concentração inicial de adsorbato e do tempo de adsorção. Além disso, foi estudada a cinética da reação ajustada para modelos usuais, e foi construída a isoterma de equilíbrio que foi ajustada pelos modelos de Langmuir e Freundlich. Os resultados mostraram que foi possível atingir uma eficiência de remoção de 30% nas condições de pH 6, tempo de 60 minutos e massa de sólido de sorvente de 1 grama. Os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e ordem geral de ajustaram aos dados experimentais. Segundo a classificação de Giles a isoterma de equilíbrio é do tipo sigmoidal S3 ou S4, o que indica uma adsorção cooperativa.