Remediación de la contaminación por fosfatos mediante métodos de adsorción.

Abstract

[Resumen] En este estudio se han elegido diversos biomateriales y materiales inorgánicos y se ha ensayado su capacidad de eliminación de fosfatos en medio acuoso. Con base en los resultados obtenidos se han seleccionado dos de ellos para su estudio en profundidad: el lodo rojo y la alúmina. En la parte experimental se ha realizado un estudio de pH, en el cual se han obtenido los intervalos óptimos de eliminación de fosfatos para el lodo rojo y la alúmina, siendo 4-5 y 3-7, respectivamente. A continuación, se ha llevado a cabo un estudio cinético, a los pHs de máxima adsorción de fosfatos de cada material, con el fin de conocer el tiempo de reacción necesario para que se alcance el equilibrio. Tras los ensayos se encontró que para el lodo rojo son necesarias 7 horas para alcanzar niveles de eliminación del 90%, mientras que la alúmina necesitó 30 minutos, empleando una relación de 2.5 g adsorbente/L y una concentración inicial de 10 mg P/L. Por último, sabiendo el pH óptimo y el tiempo necesario para que se alcance el equilibrio, se han realizado las isotermas correspondientes para determinar la capacidad máxima de adsorción de fosfatos, siendo 15 ± 12 mg P/g para el lodo rojo y 11.5 ± 0.5 mg P/g para la alúmina tras el ajuste de los datos al modelo matemático de Langmuir-Freundlich. Estos valores se corresponden con capacidades de adsorción moderadas, presentando un valor intermedio entre los distintos materiales previamente estudiados.

[Abstract] In this work several biomaterials and inorganic materials have been chosen and their phosphate removal ability in solution have been tested. According to these results two of them have been selected for their study in depth: red mud and alumina. In the experimental part a pH study has been done, in which the optimal phosphate removal range for red mud and alumina has been obtained, being 4-5 and 3-7, respectively. Next, a kinetic study, at the highest phosphate adsorption pH of each material, has been done in order to know the reaction time required for reaching the equilibrium. After these experiments it was found that red mud needed 7 hours to achieve a removal of 90%, while the alumina needed 30 minutes for reaching the equilibrium, employing a 2.5 g adsorbent/L relationship and an initial concentration of 10 mg P/L. Finally, knowing the optimal pH and the time required for reaching the equilibrium, a sorption isotherm has been carried out to establish the maximum phosphate adsorption capacity, being 15 ± 12 mg P/g for red mud and 11.5 ± 0.5 mg P/g determined from the fitting of the experimental values to the Langmuir-Freundlich model. These values correspond to moderate sorption capacities, showing an intermediate value between several materials which had been studied before.