Removal of pharmaceutical compounds from wastewaters via carbon adsorption process : evaluation of operating parameters

Seven different commercial activated carbons with well-characterized textural and chemical properties were tested as adsorbents for the removal of some pharmaceutical compounds from wastewaters. The results indicated that activated carbons adsorption is an effective method to remove pollutants from water, but it was hard to understand how adsorbents interact with the pharmaceuticals because of the competitive adsorption and interactions with organic matter present in wastewater effluent. For this reason the 23 target compounds were put, at known concentration, in a spiked solution at pH=8. From the data analysed it seems that textural properties play an important role in adsorption, instead, there was not found any correlation between chemical properties and the amount of adsorbed pollutants. Once more, it was difficult to understand how to correlate the nature of activated carbons with adsorption phenomena because of the matrix effect due to the complexity of the solution and the very different nature of the pharmaceutical compounds selected. Further experiments were carried out using Aniline as a model molecule for learning which properties are to be taken into account in choosing the suitable activated carbon. The results showed that the match acid values of pH slurry and high nanopores/mesopores ratio are the two parameters that mainly influence the adsorption of an organic base such as aniline. SOMMARIO

Sette diversi carboni attivi commerciali con proprietà strutturali e chimiche ben caratterizzate sono stati testate come adsorbenti per la rimozione di alcuni composti farmaceutici dalle acque reflue. I risultati hanno indicato che l'adsorbimento su carbone attivo è un metodo efficace per eliminare gli inquinanti dall'acqua, ma è stato difficile capire come gli adsorbenti interagiscono con i farmaci a causa dell'assorbimento competitivo e delle interazioni con le sostanze organica presenti nell’effluente delle acque reflue. Per questo motivo, i 23 composti target, a concentrazione nota, sono stati messi in una soluzione tampone a pH = 8. Dai dati analizzati sembra che le proprietà strutturali svolgano un ruolo importante nell'assorbimento, invece non è stata trovata alcuna correlazione tra le proprietà chimiche e la quantità adsorbita di inquinanti. Ancora una volta, è risultato difficile capire come correlare la natura dei carboni attivi con il fenomeno dell’adsorbimento a causa dell'effetto matrice dovuto alla complessità della soluzione e della natura molto diversa dei composti farmaceutici selezionati. Ulteriori esperimenti sono stati svolti usando anilina come molecola modello per apprendere quali proprietà debbano essere tenute in considerazione quando si sceglie il carbone attivo più appropriato. I risultati hanno mostrato che l’accoppiata pH acido della slurry ed elevato rapporto nanoporesi/mesoporesi sono i due parametri che influenzano principalmente l'adsorbimento di una base organica come l'anilina.