Removal of Cr and Organic Matter from Real Tannery Wastewater via Fenton-like Process Using Commercial Nano-Scale Zero-Valent Iron

Las aguas residuales de la curtiduría (TWT) contienen contaminantes orgánicos y Cr, que pueden afectar negativamente a la vida acuática y tener efectos cancerígenos. En este estudio, investigamos el rendimiento de un proceso similar a Fenton que utiliza hierro de valencia cero (nZVI) comercial a nanoescala para la eliminación simultánea de Cr y materia orgánica de TWT real. Utilizamos un diseño experimental para seleccionar los principales parámetros operativos. Un diseño de Plackett-Burman identificó variables para la eliminación de Cr total y DQO, seguido de un diseño compuesto central (CC-D) para determinar los niveles variables óptimos. Finalmente, se utilizó la metodología de superficie de respuesta (RSM) para encontrar la concentración óptima de variables individuales que influyen en la eliminación total de Cr. Además, se exploró el efecto de las sustancias coexistentes relacionadas con el cuero que influyeban en la eficiencia del proceso y la posibilidad de reciclar nZVI. La inclusión de nZVI fue significativamente más efectiva para eliminar tanto Cr-total como DQO (97,3% ± 5,7% y 73,9% ± 9,1%, respectivamente), mientras que el proceso tradicional de Fenton logró tasas de eliminación más bajas (55,6% ± 10,0% para Cr- total y 34,8% ± 10,9% para DQO). Las condiciones óptimas para el proceso tipo Fenton fueron nZVI/H2O2 = 1,05 p/p y pH = 2,93. Los mejores resultados los obtuvimos durante los primeros 5 min de reacción, los cuales aumentaron después de 48 h de agitación y posterior neutralización. Según los resultados de cuatro ciclos consecutivos, nZVI mostró una alta reutilización (97%) sin comprometer su potencia de adsorción. El análisis XPS confirmó la eliminación de Cr a través del mecanismo de adsorción en la superficie de nZVI. Por lo tanto, un proceso similar a Fenton basado en nZVI puede usarse como una alternativa prometedora para el tratamiento de aguas residuales orgánicas y de Cr.

• Fecha de publicación: 2024
• Institución: Universidad del Rosario
• Repositorio: Repositorio EdocUR - U. Rosario
• Idioma: eng
• OAI Identifier: oai:repository.urosario.edu.co:10336/42945
• Acceso en línea: https://doi.org/10.3390/w16050754; https://repository.urosario.edu.co/handle/10336/42945
• Palabra clave: Diseño de experimentos (DOE); Metodología de superficie de respuesta; Reciclaje; Cromo (VI); Caracterización XPS; Design of experiments (DOE); Response surface methodology; Recycling; Chromium (VI); XPS characterization
• License: Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International