Evaluación de cenizas volantes como material adsorbente para la remoción de Pb2+ en solución acuosa

Resumen

Este trabajo evaluó ceniza volante (cv) proveniente de una empresa ladrillera, con el objetivo analizar su capacidad de adsorción de plomo en una solución acuosa. El material adsorbente fue suministrado por una empresa de fabricación de ladrillos ubicada en el municipio de Cogua, Cundinamarca, llevando a cabo los ensayos de adsorción de plomo (Pb²⁺) en solución acuosa en modo batch. La influencia del efecto del pH inicial y la concentración inicial de soluto en la solución acuosa en el proceso de adsorción fueron analizados con el fin de determinar la influencia de estos sobre la eficiencia del tratamiento; eficiencia medida en términos de porcentaje de remoción de plomo y capacidad de adsorción del material. Se determinó que la capacidad de adsorción de la cv alcanza un valor máximo de 65,74 mg g^-1 cuando el pH inicial de la solución es 4,79 y la concentración de plomo igual a 200 mg L^-1. Por otra parte, el porcentaje de remoción de plomo alcanzo un valor máximo de 73,8 % bajo estas mismas condiciones. El análisis gráfico de los resultados experimentales permite observar que el pH afecta el porcentaje de remoción de plomo, mas no la capacidad de adsorción de plomo alcanzada por el material estudiado. Adicionalmente, el análisis de la cinética de adsorción de plomo sobre cv condujo a que los resultados se ajustaran al modelo cinético de pseudo segundo orden, para el cual el coeficiente cinético presento un valor de 0,00396 g mg^-1 min^-1.

Palabras clave:

cenizas volantes tratamiento de aguas adsorción plomo

Citas

Alinnor, I. J. (2007). Adsorption of heavy metal ions from aqueous solution by fly ash. Fuel, 86(5-6), 853-857. doi: 10.1016/j.fuel.2006.08.019

American Public Health Association [APHA], American Water Works Association [AWWA], & Water Environment Federation [WEF]. (1998). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (20th Ed). Washington: American Public Health Association.

Basu, M., Guha, A. K., & Ray, L. (2017). Adsorption of Lead on Cucumber Peel. Journal of Cleaner Production, 151, 603-615. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.03.028

Gao, W., & Fatehi, P. (2018). Fly ash based adsorbent for treating bleaching effluent of kraft pulping process. Separation and Purification Technology, 195(December 2017), 60-69. doi: 10.1016/j.seppur.2017.12.002

Georgescu, A. M., Nardou, F., Zichil, V., & Nistor, I. D. (2018). Adsorption of lead(II) ions from aqueous solutions onto Cr-pillared clays. Applied Clay Science, 152(October 2017), 44-50. doi: 10.1016/j.clay.2017.10.031

Habiba, U., Siddique, T. A., Lee, J. J. L., Joo, T. C., Ang, B. C., & Afifi, A. M. (2018). Adsorption study of Methyl orange by Chitosan/Polyvinyl Alcohol/Zeolite Electrospun Composite Nanofibrous Membrane. Carbohydrate Polymers, 191(October 2017), 79-85. doi: 10.1016/j.carbpol.2018.02.081

Kuncoro, E. P., & Fahmi, M. Z. (2013). Removal of Hg and Pb in Aqueous Solution using Coal Fly Ash Adsorbent. Procedia Earth and Planetary Science, 6, 377-382. doi: 10.1016/j.proeps.2013.01.049

Liu, J., Mwamulima, T., Wang, Y., Fang, Y., Song, S., & Peng, C. (2017). Removal of Pb(II) and Cr(VI) from aqueous solutions using the fly ash-based adsorbent material-supported zero-valent iron. Journal of Molecular Liquids, 243, 205-211. doi: 10.1016/j.molliq.2017.08.004

Norris, P., Hagan, S., Cohron, M., Zhao, H., Pan, W. P., & Li, K. (2015). Application of fly ash as an adsorbent for Estradiol in animal waste. Journal of Environmental Management, 161, 57-62. doi: 10.1016/j.jenvman.2015.06.047

Organización Mundial de la Salud [OMS]. (2006). Guías para la calidad del agua potable. Primer apéndice a la tercera edición, Volumen 1, Recomendaciones. Recuperado de: http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq3_es_fulll_lowsres.pdf

Qiu, Q., Jiang, X., Lv, G., Chen, Z., Lu, S., Ni, M., … Deng, X. (2018). Adsorption of heavy metal ions using zeolite materials of municipal solid waste incineration fly ash modified by microwave-assisted hydrothermal treatment. Powder Technology, 335, 156-163. doi: 10.1016/j.powtec.2018.05.003

Ribeiro, R. F. L., Magalhães, S. M. S., Barbosa, F. A. R., Nascentes, C. C., Campos, I. C., & Moraes, D. C. (2010). Evaluation of the potential of microalgae Microcystis novacekii in the removal of Pb2+from an aqueous medium. Journal of Hazardous Materials, 179(1-3), 947-953. doi: 10.1016/j.jhazmat.2010.03.097

Sun, Y., Liu, Z., & Fatehi, P. (2018). Developing performance-property correlation for fly ash as adsorbent for pulping effluents. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(2), 2502-2513. doi: 10.1016/j.jece.2018.03.054

Vignesh-Kumar, T. H., Sivasankar, V., Fayoud, N., Oualid, H. A., & Sundramoorthy, A. K. (2018). Synthesis and characterization of coral-like hierarchical MgO incorporated fly ash composite for the effective adsorption of azo dye from aqueous solution. Applied Surface Science, 1-10. doi: 10.1016/j.apsusc.2018.01.060

Wang, Y., Chen, Y., Xie, H., Zhang, C., & Zhan, L. (2016). Lead adsorption and transport in loess-amended soil-bentonite cut-off wall. Engineering Geology, 215, 69-80. doi: 10.1016/j.enggeo.2016.11.002

Xiyili, H., Çetintaş, S., & Bingöl, D. (2017). Removal of some heavy metals onto mechanically activated fly ash: Modeling approach for optimization, isotherms, kinetics and thermodynamics. Process Safety and Environmental Protection, 109, 288-300. doi: 10.1016/j.psep.2017.04.012

Yus-Azila, Y., Mashitah, M. D., & Bhatia, S. (2008). Process optimization studies of lead (Pb(II)) biosorption onto immobilized cells of Pycnoporus sanguineus using response surface methodology. Bioresource Technology, 99(18), 8549-8552. doi: 10.1016/j.biortech.2008.03.056

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