Uso de arcillas naturales para la recuperación de fosfatos a partir de soluciones acuosas
Contenido principal del artículo
Resumen
Una arcilla natural (CN) constituida principalmente por cuarzo, muscovita y montmorillonita se modifica mediante intercambio iónico a sus formas C-FeMn y C-FeMnAl para la adsorción de fosfato a partir de soluciones acuosas. Las fases minerales que constituyen a las arcillas en sus formas modificadas generan grupos funcionales que potencian la capacidad de adsorción de fosfatos. La capacidad máxima de adsorción de fosfato se reporta en 34.8 mg y 18.2 mg P-PO4 3-/g para C-FeMn y C-FeMnAl, respectivamente. El pH de la solución a tratar es determinante para la adsorción de fosfatos y por ende determina la ocurrencia de diferentes mecanismos según lo indica el modelo isotérmico de Langmuir y la cinética de difusión intraparticular. En inicio, existe una rápida adsorción asociado con el fenómeno de atracción electrostática seguido por otra fase de adsorción lenta que involucra reacciones con formación de complejos de tipo químico. La desorción de fosfato a partir C-FeMn y C-FeMnAl revela una recuperación del 20% correspondiente a la fracción lábil de fósforo. Por tanto, este material evidencia la posibilidad de emplearlo en el tratamiento de aguas residuales aunque la limitación para efectuar varios ciclos de adsorción – desorción señala la posibilidad de disponerlos como material de mejoramiento de suelos.
Descargas
Detalles del artículo
Con la finalidad de contar con un tipo de licencia más abierta en el espectro que ofrece Creative Commons, a partir de diciembre de 2022 desde el número 27, AXIOMA asume la Licencia Creative Commons 4.0 de Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0(CC BY-NC-SA 4.0). Tanto el sitio web como los artículos en sus diferentes formatos, reflejan esta información.
Hasta el mes de noviembre de 2022 con el número 26, la revista AXIOMA asumió una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0). Los artículos contenidos en cada número hasta el 26, cuentan con esta licencia y su descripción se conserva en el portal de nuestra revista.
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
CC BY-NC-ND
AXIOMA- Revista Científica de Investigación, Docencia y Proyección Social
Citas
Álvarez, J., Roca, M., Valderrama, C., y Cortina, J. L. (2018). A Phosphorous Flow Analysis in Spain. Science of The Total Environment, 612, 995-1006. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.08.299
American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), y Water Environment Federation (WEF).(1999). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition.
Chitrakar, R., Tezuka, S., Sonoda, A., Sakane, K., Ooi, K., y Hirotsu, T. (2006). Phosphate adsorption on synthetic goethite and akaganeite. Journal of Colloid and Interface Science, 298(2), 602608. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2005.12.054
Cumbal, L., Greenleaf, J., Leun, D., y SenGupta, A. K. (2003). Polymer supported inorganic nanoparticles: characterization and environmental applications. Reactive and Functional Polymers, 54(1), 167-180. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/S1381-5148(02)00192-X
Foo, K. Y., y Hameed, B. H. (2010). Insights into the modeling of adsorption isotherm systems. Chemical Engineering Journal, 156(1), 2-10. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.09.013
Gao, Y., Chen, N., Hu, W., Feng, C., Zhang, B., Ning, Q., y Xu, B. (2013). Phosphate Removal from Aqueous Solution by an Effective Clay Composite Material. Journal of Solution Chemistry, 42(4), 691704. https://doi.org/10.1007/s10953-013-9985-x
Guaya, D., Valderrama, C., Farran, A., Armijos, C., y Cortina, J. L. (2015). Simultaneous phosphate and ammonium removal from aqueous solution by a hydrated aluminum oxide modified natural zeolite. Chemical Engineering Journal, 271, 204-213. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.03.003
Guaya, D., Valderrama, C., Farran, A., y Cortina, J. L. (2016). Modification of a natural zeolite with Fe(III) for simultaneous phosphate and ammonium removal from aqueous solutions. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 91(6), 1737-1746. https://doi.org/10.1002/jctb.4763
Guaya, D., Valderrama, C., Farran, A., y Cortina, J. L. (2017). Simultaneous nutrients (N,P) removal by using a hybrid inorganic sorbent impregnated with hydrated manganese oxide. Journal of Environmental Chemical Engineering, 5(2), 1516-1525. https://doi.org/10.1016/j.jece.2017.02.030
Haque, N., Morrison, G., Cano-Aguilera, I., y Gardea-Torresdey, J. L. (2008). Iron-modified light expanded clay aggregates for the removal of arsenic(V) from groundwater. Microchemical Journal, 88(1), 7-13. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.microc.2007.08.004
eon, C.-S., Baek, K., Park, J.-K., Oh, Y.-K., y Lee, S.-D. (2009). Adsorption characteristics of As(V) on iron-coated zeolite. Journal of Hazardous Materials, 163(2), 804-808. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.07.052
iménez-Cedillo, M. J., Olguín, M. T., Fall, C., y Colín, A. (2011). Adsorption capacity of iron- or iron–manganese-modified zeolite-rich tuffs for As(III) and As(V) water pollutants. Applied Clay Science, 54(3), 206-216. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.clay.2011.09.004
L , J., Liu, H., Liu, R., Zhao, X., Sun, L., y Qu, J. (2013). Adsorptive removal of phosphate by a nanostructured Fe–Al–Mn trimetal oxide adsorbent. Powder Technology, 233, 146-154. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2012.08.024
Rolle, K., Huang, W., Clark, C., y Johnson, E. (2019). Effects of nutrient load from St. Jones River on water quality and eutrophication in Lake George, Florida. Limnologica, 125687. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.limno.2019.125687
Su, Y., Cui, H., Li, Q., Gao, S., y Shang, J. K. (2013). Strong adsorption of phosphate by amorphous zirconium oxide nanoparticles. Water Research, 47(14), 5018-5026. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.05.044
Weber, W.J. and Morris, J. C. (1963). No TitleKinetics of adsorption carbon from solutions. Journal Sanitary Engeering Division Proceedings.American Society of Civil Engineers, (89), 31-60.
Yamani, J. S., Miller, S. M., Spaulding, M. L., y Zimmerman, J. B. (2012). Enhanced arsenic removal using mixed metal oxide impregnated chitosan beads. Water Research, 46(14), 4427-4434. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.watres.2012.06.004
Yuan, X., Bai, C., Xia, W., y An, J. (2014). Acid–base properties and surface complexation modeling of phosphate anion adsorption by wasted low grade iron ore with high phosphorus. Journal of Colloid and Interface Science, 428, 208-213. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jcis.2014.04.045
Zamparas, M., Gianni, A., Stathi, P., Deligiannakis, Y., y Zacharias, I. (2012). Removal of phosphate from natural waters using innovative modified bentonites. Applied Clay Science, 62-63, 101106. https://doi.org/10.1016/j.clay.2012.04.020
Zhao, D., y Sengupta, A. K. (1998). Ultimate removal of phosphate from wastewater using a new class of polymeric ion exchangers. Water Research, 32(5), 1613-1625. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/S0043-1354(97)00371-0
Zhu, J., Baig, S. A., Sheng, T., Lou, Z., Wang, Z., y Xu, X. (2015). Fe3O4 and MnO2 assembled on honeycomb briquette cinders (HBC) for arsenic removal from aqueous solutions. Journal of Hazardous Materials, 286, 220-228. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.01.004