Materiais híbridos avançados para reuso potável direto como alternativas ao carvão ativado para a remoção de contaminantes emergentes

• Processo: 21/08123-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Susanne Rath
• Beneficiário: Vinicíus Diniz
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/11350-1 - Investigação da viabilidade de nanomateriais fotoativos e com propriedades antimicrobianas para purificação de água, BE.EP.DR
• Assunto(s): Química ambiental Carvão ativado Tratamento de águas residuárias Reúso da água Dióxido de titânio Adsorção Reatores biológicos Campinas (SP)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: adsorção | água de reuso | carvão ativado | dióxido de titânio | Pós-Tratamento | Química Ambiental

Resumo

A Estação de Produção de Água de Reuso (EPAR CAPIVARI II) situada em Campinas, SP, opera com um sistema de biorreatores com membranas de ultrafiltração (MBR) e tem a capacidade, atualmente, de produzir água para reuso não potável. A EPAR está equipada com uma unidade piloto que permite aplicar diferentes processos de polimento, entre esses, o carvão ativado. O uso de carvão ativado para o polimento do efluente é atrativo devido a sua fácil aplicação, baixo custo e possibilidade do reuso de materiais menos nobres para a sua confecção. Ademais, comparada com outras técnicas como os processos oxidativos avançados, a adsorção não promove a formação de subprodutos indesejáveis, que muitas vezes podem apresentar toxicidade maior do que a substância original. Em trabalho anterior de monitoramento do efluente da EPAR foram selecionadas moléculas marcadoras (compostos recalcitrantes), entre essas a cafeína, hidroclorotiazida, sacarina, sucralose e sulfametoxazol. O objetivo principal deste projeto é avaliar diferentes materiais adsorventes (diferentes carvões) e carvão como material suporte para dióxido de titânio visando a concomitante remoção e degradação dos compostos marcadores recalcitrantes na EPAR. As técnicas sol-gel e imersão serão avaliadas para impregnar o carvão ativado com dióxido de titânio. Os materiais adsorventes serão caracterizados, e estudos em escala de laboratório serão conduzidos para elucidar a cinética do processo, isotermas de adsorção e elucidar os mecanismos de adsorção e remoção envolvidos. Também será feito a aplicação de colunas de leito fixo dimensionadas a partir do método de Rapid Small Scale Column Test. Definidas as condições ótimas, os experimentos serão conduzidos na unidade piloto da EPAR e o efluente tratado caracterizado quanto a remoção dos compostos marcadores, atividade antimicrobiana, atividade estrogênica e demais parâmetros de potabilidade. A quantificação das moléculas marcadoras será realizada por cromatografia bidimensional acoplada a espectrometria de massas sequencial. (AU)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DINIZ, VINICIUS; RATH, SUSANNE. Adsorption of aqueous phase contaminants of emerging concern by activated carbon: Comparative fixed-bed column study and in situ regeneration methods. JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, v. 459, p. 12-pg., 2023-10-05. (14/50951-4, 21/08123-0)

DINIZ, VINICIUS; PUGNO, NICOLA M.; RATH, SUSANNE; CRICK, COLIN R.. The Fabrication of Fluorine-Free Stretchable Superhydrophobic Films Using Inverse Vulcanization Sulfur Polymer. ADVANCED MATERIALS INTERFACES, v. N/A, p. 9-pg., 2025-01-16. (21/08123-0, 22/11350-1)

DINIZ, VINICIUS; RATH, SUSANNE; CRICK, COLIN R.. Optimizing Superhydrophobic Coatings: The Role of Catalysts, Additives, and Composition on UV and Thermal Stability of Inverse Vulcanization Polymers. ACS APPLIED POLYMER MATERIALS, v. 7, n. 2, p. 6-pg., 2025-01-06. (21/08123-0, 22/11350-1)

DINIZ, VINICIUS; CUNHA, DAVI GASPARINI FERNANDES; RATH, SUSANNE. Adsorption of recalcitrant contaminants of emerging concern onto activated carbon: A laboratory and pilot-scale study. Journal of Environmental Management, v. 325, p. 12-pg., 2023-01-01. (21/08123-0, 14/50951-4)

HIROOKA KOSHIGOE, AMANDA SATI; DINIZ, VINICIUS; RODRIGUES-SILVA, CAIO; FERNANDES CUNHA, DAVI GASPARINI. Effect of three commercial algaecides on cyanobacteria and microcystin-LR: implications for drinking water treatment using activated carbon. Environmental Science and Pollution Research, v. N/A, p. 14-pg., 2022-09-30. (21/08123-0)