Evaluación del uso de lodos residuales generados en una planta de tratamiento de agua potable como adsorbentes para la remoción de un colorantes orgánico usado en la industria textil arequipeña
Loading...
Date
2023-11-02
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
La presente investigación tuvo por objetivo evaluar la remoción del colorante orgánico “Bordeaux
B” de una muestra sintética, mediante el uso de un adsorbente generado a partir de los Lodos de
Tratamiento de Agua Potable (LTAP) de una Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP)
arequipeña (“La Tomilla”). El pretratamiento del LTAP crudo constó de cuatro etapas
secuenciales: centrifugado, secado durante 24 h a 105 °C, pulverizado y tamizado. Paralelamente,
se le analizó el contenido de humedad y ceniza mediante métodos estandarizados. El LTAP
pretratado (LTAPp) fue activado térmicamente desde 200 °C hasta 700 °C en una atmósfera no
inerte. El LTAPp y el activado a la mejor temperatura fueron caracterizados fisicoquímica
(densidad aparente, pH del material y composición mineralógica) y superficialmente (área
superficial <SBET>, diámetro promedio de poro, volumen promedio de poro e identificación de
grupos funcionales). Para la determinación de la temperatura de activación (TA) óptima del
LTAPp, se realizaron ensayos en modo BATCH (por triplicado), usando al porcentaje de
remoción (%R) del colorante como la variable respuesta; asimismo, para determinar el %R
significativamente igual o distinto a los otros, se aplicaron las pruebas estadísticas de Tukey y
LSD de Fisher. Este procedimiento experimental, fue replicado para la determinación de las
condiciones operacionales óptimas del proceso. Finalmente, se evaluó el proceso mediante
modelos cinéticos, modelos de Isotermas de adsorción y análisis comparativo de la eficiencia del
mejor adsorbente y su costo de producción. Algunos de los hallazgos obtenidos de la
caracterización de los materiales indicaron que, el LTAP crudo proveniente de la PTAP “La
Tomilla” posee un alto contenido de humedad y un moderado contenido de cenizas, el LTAPp y
el activado a 500 °C (TA-500) poseen un área superficial específica considerable y una variada
composición mineralógica; asimismo, se determinó que el costo de producción para 30 g del TA-
500 asciende a 0.7 $/g. Se determinó que la temperatura de activación óptima para generar un
adsorbente eficiente fue a 500 °C y que, las condiciones operacionales óptimas para lograr el
máximo %R del colorante “Bordeaux B” (85.57 %) ser dieron a: Dosis de adsorbente= 5 g/L,
Tiempo de contacto = 45 min, pH de la solución = 3.48, Concentración inicial del colorante = 40
mg/L, Agitación = 350 RPM y Temperatura = 25 ± 0.5 °C. Finalmente, al evaluar la remoción
del colorante se halló que, el modelo cinético que mejor se ajustó a los datos experimentales fue
el de Pseudo Segundo Orden (R2 = 0.99) y el modelo de Isoterma que mejor caracterizó el proceso
fue el de Langmuir (R2 = 0.99), predominando la quimisorción por sobre la fisisorción. Asimismo,
el análisis comparativo demostró que, el TA-500 es un adsorbente no convencional eficiente y
competitivo para la remoción de colorantes en estado acuoso.
Description
Keywords
Lodo de Tratamiento de Agua Potable (LTAP), Colorante orgánico, Modelo de Isoterma, Modelo cinético