Utilización de lodos rojos para la eliminación de contaminantes en efluentes de la industria textil

Abstract

[Resumen] Los colorantes sintéticos pueden existir en los efluentes de las aguas residuales de las distintas industrias, por ejemplo, textiles, del papel, cuero, plásticos, etc. La descarga de las aguas residuales de las industrias que usan colorantes en las corrientes naturales y ríos supone severos problemas ambientales. Incluso pequeñas cantidades de colorante pueden dar color a una gran masa de agua, lo que no solo afecta a los aspectos estéticos sino que también reduce la penetración de luz y, consecuentemente, la fotosíntesis de las plantas acuáticas. Adicionalmente, la mayor parte de los colorantes también son tóxicos o mutagénicos y cancerígenos. Por estos motivos, la eliminación de los colorantes de los efluentes residuales es una cuestión importante desde el punto de vista medioambiental. Las plantas de tratamientos de residuos convencionales no son adecuadas para la eliminación de los colorantes debido a sus características no biodegradables. Es por ello que se han desarrollado métodos alternativos para la eliminación de los colorantes de las aguas residuales. Entre estos métodos cabe citar: la coagulación y la floculación, separación utilizando membranas, oxidación, electrocoagulación, y adsorción. De estos métodos, la adsorción parece presentar el mejor potencial de todos los tratamientos ya que resulta muy eficaz a concentraciones bajas de contaminante. Aunque el carbón activo es el adsorbente más extensamente usado para el tratamiento de aguas residuales, es muy caro y tiene altos costos de operación debido al alto precio del carbón activo y a la alta velocidad de flujo del agua que implica. Estos costes pueden ser incrementados en gran manera cuando no hay unidades de regeneración del carbón activo en la zona. Como consecuencia de ello, en años recientes, se ha centrado la atención en el estudio de materiales de bajo coste para eliminar los contaminantes de la fase acuosa. Para eliminar los colorantes de las aguas residuales han aparecido un gran número de trabajos de investigación centrados en el estudio de la utilización de diversos materiales (1), entre ellos perlita, biomateriales, lodo de aluminio reciclado, zeolitas, arcilla, bagazos, cenizas volantes, cascara de cacahuete, etc. El lodo rojo (deshecho de la bauxita en la producción de aluminio) surge como un subproducto no deseado durante el tratamiento en medio alcalino de la bauxita en el proceso Bayer. Es un residuo sólido difícil de eliminar que inutiliza la superficie ocupada, haciéndola no apta para su uso agrario. Es por ello que su eliminación del medio ambiente es esencial para evitar la destrucción del suelo. En la presente memoria se mostrará los resultados obtenidos en el estudio de adsorción de un colorante, el azul ácido 25 (AB-25), por lodo rojo. Se hará una introducción de los aspectos más importantes que se van a tratar y se mostrarán los resultados obtenidos en los estudios tanto termodinámicos como cinéticos realizados.

[Resumo] Os colorantes sintéticos poden existir nos efluentes das augas residuais das distintas industrias, por exemplo, téxtiles, do papel, coiro, plásticos, etc. A descarga das augas residuais das industrias que usan colorantes nas correntes naturais e ríos supón severos problemas ambientais. Mesmo pequenas cantidades de colorante poden dar cor a unha gran masa de auga, o cal non só afecta aos aspectos estéticos se non que tamén reduce a penetración de luz e a fotosíntese das plantas acuáticas. Adicionalmente, a maior parte dos colorantes tamén son tóxicos ou mutaxénicos e canceríxenos. Por estes motivos, a eliminación dos colorantes dos efluentes residuais é unha cuestión importante dende o punto de vista ambiental. As plantas de tratamentos de residuos convencionais non son adecuadas para a eliminación dos colorantes debido ás súas características non biodegradables. É por iso que se desenvolveron métodos alternativos para a eliminación dos colorantes das augas residuais. Entre estes métodos cabe citar: a coagulación e a floculación, separación utilizando membranas, oxidación, electrocoagulación, e adsorción. Destes métodos, a adsorción parece presentar o mellor potencial de todos os tratamentos xa que resulta moi eficaz a concentracións baixas de contaminante. Aínda que o carbón activo é o adsorbente máis extensamente usado para o tratamento de augas residuais, é moi caro e ten altos custos de operación debido ao alto prezo do carbón activo e á alta velocidade de fluxo da auga que implica. Estes custos poden ser incrementados en gran xeito cando non hai unidades de rexeneración do carbón activo na zona. Polo tanto, en anos recentes, a atención centrouse no estudo de materiais de baixo custo para eliminar os contaminantes da fase acuosa. Para eliminar os colorantes das augas residuais certos traballos de investigación (1) centráronse no estudo da utilización de perlita, biomateriais, lama de aluminio reciclado, ceolitas, arxila, bagazos, cinzas voantes, cascase de cacahuete, etc. A lama vermella (desfeito da bauxita na produción de aluminio) xorde como un subproduto non desexado durante o tratamento no medio alcalino da bauxita no proceso Bayer. É un residuo solido difícil de eliminar que inutiliza a superficie ocupada, facéndoa non apta para o seu uso agrario. É por iso que a súa eliminación do medio é esencial para evitar a destrución do chan. Na presente memoria mostrarase os resultados obtidos no estudo de adsorción dun colorante, o azul ácido 25 (AB-25), por lama vermella. Farase unha introdución dos aspectos máis importantes que se van tratar e mostraranse os resultados obtidos nos estudos tanto termodinámicos coma cinéticos realizados.

[Abstract] Synthetic dyestuffs can be exist in the effluents of wastewater from different industries, i.e. textiles, paper, leather, plastics, etc. Discharge of wastewater into natural streams and rivers from industries using dyes poses severe environmental problems. Even small quantities of dyes can color large water bodies, which not only affects aesthetic merit but also reduces light penetration and photosynthesis. In addition, most of dyes are either toxic or mutagenic and carcinogenic. For these reasons, the removal of dyes from process or waste effluents becomes environmentally important. Conventional wastewater treatment plants are not suited to remove the dyes due to their non-biodegradable features. Therefore, alternative methods have been developed to remove the dyes from wastewater, namely, coagulation, flocculation, membrane separation, oxidation, electro-coagulation, and adsorption. Among these methods, adsorption currently appears to offer the best potential of overall treatment. Although activated carbon is the most widely used adsorbent for wastewater treatment, it is very expensive and has high operating costs due to the high price of the activated carbon and to the high water flow rate always involved, and these costs can be greatly increased when there are no carbon regeneration units locally. Therefore, in recent years, considerable attention has been devoted to the study of different types of low-cost materials in order to remove the pollutants from aqueous phase. Many workers (1) have employed the perlite, biomaterial, zeolites, clay, bagasse, recycled alum sludge, fly ash, peanut hull, etc., for removing the dye from wastewater. Red mud (bauxite wastes of alumina manufacture) emerges as unwanted byproducts during alkaline-leaching of bauxite in Bayer process, which is used for the production of alumina from bauxite. It is a solid waste that is difficult to remove that knocked out the footprint, making it not suitable for agricultural use. Therefore, their elimination from the environment is essential to prevent the destruction of the soil. This report will show the results obtained in the study of adsorption of a dye, acid blue 25 (AB-25), by red mud. It comprises an introduction for the most important aspects that are going to be treated and the results obtained in both thermodynamic and kinetic studies.