Eliminación de Amonio en Tratamientos de Aguas Residuales mediante Material Geopolimérico Adsorbente con Desechos de Granito: Validación a Escala Completa
Autores: Otero, M.; Freire, L.; Gómez-Cuervo, S.; Ávila, C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Las concentraciones elevadas de amonio (NH) en cuerpos de agua no tratados contribuyen a la eutrofización y al agotamiento del oxígeno disuelto. Los materiales de geopoliéster (GP) se presentan como una opción sostenible, de operación sencilla y de bajo costo para la adsorción de contaminantes a través de un mecanismo de intercambio iónico. En el presente estudio, se sintetizó, caracterizó y validó un geopoliéster poroso a base de metacaolín con adiciones de desechos de granito como material adsorbente para la contaminación por NH en el agua. En este punto, también se consideraron tratamientos para reducir la lixiviación de álcalis del GP para cumplir con las regulaciones de descarga de agua. El mecanismo de adsorción se analizó mediante el modelo de isoterma de Redlich-Peterson, concluyendo que el NH se disponía en la superficie del GP como una monocapa con una fuerte atracción físico-química entre las moléculas. La cinética del proceso siguió la ecuación de tasa de Weber-Morris, siendo la difusión intrapartícula el proceso limitante. Los experimentos continuos a escala de laboratorio sugirieron una eliminación máxima del 97% durante las primeras horas y una capacidad de adsorción (q) de 25.24 mg/g. Además, como novedad principal del trabajo, el GP fue validado en una planta piloto a gran escala, monitoreando el pH, la conductividad eléctrica y la concentración de NH. Los datos obtenidos revelaron que el GP es altamente selectivo en un flujo de aguas residuales real y eliminó el 81% de NH, valores de adsorción más altos que los reportados para zeolitas naturales y algunas sintéticas.
Descripción
Las concentraciones elevadas de amonio (NH) en cuerpos de agua no tratados contribuyen a la eutrofización y al agotamiento del oxígeno disuelto. Los materiales de geopoliéster (GP) se presentan como una opción sostenible, de operación sencilla y de bajo costo para la adsorción de contaminantes a través de un mecanismo de intercambio iónico. En el presente estudio, se sintetizó, caracterizó y validó un geopoliéster poroso a base de metacaolín con adiciones de desechos de granito como material adsorbente para la contaminación por NH en el agua. En este punto, también se consideraron tratamientos para reducir la lixiviación de álcalis del GP para cumplir con las regulaciones de descarga de agua. El mecanismo de adsorción se analizó mediante el modelo de isoterma de Redlich-Peterson, concluyendo que el NH se disponía en la superficie del GP como una monocapa con una fuerte atracción físico-química entre las moléculas. La cinética del proceso siguió la ecuación de tasa de Weber-Morris, siendo la difusión intrapartícula el proceso limitante. Los experimentos continuos a escala de laboratorio sugirieron una eliminación máxima del 97% durante las primeras horas y una capacidad de adsorción (q) de 25.24 mg/g. Además, como novedad principal del trabajo, el GP fue validado en una planta piloto a gran escala, monitoreando el pH, la conductividad eléctrica y la concentración de NH. Los datos obtenidos revelaron que el GP es altamente selectivo en un flujo de aguas residuales real y eliminó el 81% de NH, valores de adsorción más altos que los reportados para zeolitas naturales y algunas sintéticas.