Evaluación y optimización de la remoción de arsénico total en medio acuoso sobre residuos biomasicos de marlo de maíz ( Zea mays) inertes y modificados con dioxido de manganeso
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Date
2021-11-16
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Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
La presente investigación buscó evaluar y optimizar la remoción de
arsénico total en medio acuoso sobre residuos biomásicos de marlo de maíz (Zea
mays) inertes (RB) y modificados con permanganato de potasio (RBMOD). Para ello
se recolectaron marlos de maíz los cuales fueron lavados, secados y tamizados, para
luego ser modificados con permanganato de potasio. Además, se realizó la
optimización de las condiciones de remoción de arsénico total mediante optimización
secuencial de los factores: cantidad de adsorbente, pH, tamaño de partícula y
modificación; siguiendo primero un diseño factorial para las variables para el ajuste
a un modelo de primer orden y luego un diseño central compuesto para la
identificación de puntos óptimos. Para complementar los estudios se realizó isotermas
de adsorción y caracterización mediante Microscopia electrónica de barrido, EDX y
análisis de Fluorescencia de Rayos X.
Se identificó que el proceso de modificación química con permanganato
de potasio generó un rendimiento del 17.0 % para la fracción grande (entre 450 um y
250 um) (MODG) y un 4.20 % para la fracción pequeña (entre 250 y 150 um)
(MODP) debido que el agente activante favoreció la ruptura de enlaces de RB. Las
condiciones óptimas de adsorción de arsénico total en medio acuoso fueron
seleccionadas en dos etapas, primero se seleccionó tamaño de partícula pequeño
(entre 250 y 150 um) y RBMOD los cuales permitieron un 80.42 % y 80.08% de
remoción de arsénico respectivamente. Seguidamente la optimización identificó la
posibilidad de obtener un porcentaje de remoción de 94.30 % con 3g de adsorbente a
pH 4, se concluyó además que el pH fue un factor no significativo sobre el proceso.
El proceso de remoción se ajustó al modelo de Freundlich y Halsey
(R2=0.9754) explicando una adsorción sólido-líquido, sobre una superficie
heterogénea, porosa y en multicapa, con presencia del fenómeno de migración común
en adsorbentes altamente porosos. Finalmente, mediante Microscopía electrónica de
barrido (SEM) se observó el recubrimiento de la superficie porosa con arsénico, el
análisis de EDX identificó un incremento del 1% entre MODP-Sin (0.27 %) y MODPVI
Con (1.27 %), y el análisis de Fluorescencia de Rayos X identificó una
concentración de arsénico total del 0.0055 % en MODP-Con y de 0.0002 % en
MODP-Sin.
Por lo tanto, se concluyó que RBMOD bajo las condiciones de operación
establecidas es capaz de permitir porcentajes de remoción de hasta 94.30 %, siendo
éste una alternativa a emplear en procesos de tratamiento de efluentes
Description
Keywords
Arsénico, Fluorescencia de rayos X, Optimización