Evaluación de la adsorción de fosfato en solución usando bentonita modificada con Fe (III)

La eliminación del fosfato de los cuerpos de agua natural es primordial para el control de la eutrofización, y su adsorción constituye un proceso de tratamiento eficaz para hacer frente a esta problemática ambiental. En el presente estudio se evaluó la adsorción de fosfato en solución acuosa por par...

Full description

Autores:
Basto Hernández, Laura Sofía
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/55713
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/55713
Palabra clave:
Bentonita modificada
Fosfato
Adsorción
Eutrofización
Isoterma
Ingeniería
Rights
openAccess
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description La eliminación del fosfato de los cuerpos de agua natural es primordial para el control de la eutrofización, y su adsorción constituye un proceso de tratamiento eficaz para hacer frente a esta problemática ambiental. En el presente estudio se evaluó la adsorción de fosfato en solución acuosa por parte de una arcilla bentonita natural colombiana, en conjunto con su forma modificada con hierro. La bentonita modificada, denotada como Fe-bentonita, fue obtenida a través de un procedimiento de intercambio catiónico con iones Fe(III)siguiendo de manera conjunta las metodologías previamente desarrolladas por Selvam et al. (2008) y Hou et al. (2011). Por su parte, la capacidad de adsorción de fosfato se modeló por medio de experimentos de adsorción por lotes, cuya metodología inicial presentó problemas de saturación a causa de las concentraciones de fosfato y adsorbente utilizadas. Por lo que se procedió a realizar una corrección, que implicó el uso de concentraciones iniciales de adsorbato entre 1.5, 1.2, 0.9, 0.6, 0.3 y 0.2 mg/L, mientras que la concentración de adsorbente se mantuvo en un valor constante de 400 mg/L. Los resultados obtenidos permiten constatar que el mejor ajuste de la isoterma de adsorción fue por parte del modelo de Langmuir, con coeficientes de regresión de 0.972 para la bentonita natural y 0.912 para la Fe-bentonita. Bajo el modelo de Langmuir, la capacidad máxima de adsorción de fosfato fue de 1.64 mg/g y 3.30 mg/g para bentonita natural y Fe-bentonita respectivamente, demostrando que el proceso de enriquecimiento generó un incremento del ~201%. A pesar de que es recomendable realizar estudios más detallados con respecto a la cinética y termodinámica de la reacción de adsorción, los resultados son concluyentes para afirmar que la Fe-bentonita posee la potencialidad de ser efectiva para la purificación de fosfato en las bajas concentraciones que ocurren en los ecosistemas acuáticos naturales.
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La bentonita modificada, denotada como Fe-bentonita, fue obtenida a través de un procedimiento de intercambio catiónico con iones Fe(III)siguiendo de manera conjunta las metodologías previamente desarrolladas por Selvam et al. (2008) y Hou et al. (2011). Por su parte, la capacidad de adsorción de fosfato se modeló por medio de experimentos de adsorción por lotes, cuya metodología inicial presentó problemas de saturación a causa de las concentraciones de fosfato y adsorbente utilizadas. Por lo que se procedió a realizar una corrección, que implicó el uso de concentraciones iniciales de adsorbato entre 1.5, 1.2, 0.9, 0.6, 0.3 y 0.2 mg/L, mientras que la concentración de adsorbente se mantuvo en un valor constante de 400 mg/L. Los resultados obtenidos permiten constatar que el mejor ajuste de la isoterma de adsorción fue por parte del modelo de Langmuir, con coeficientes de regresión de 0.972 para la bentonita natural y 0.912 para la Fe-bentonita. Bajo el modelo de Langmuir, la capacidad máxima de adsorción de fosfato fue de 1.64 mg/g y 3.30 mg/g para bentonita natural y Fe-bentonita respectivamente, demostrando que el proceso de enriquecimiento generó un incremento del ~201%. A pesar de que es recomendable realizar estudios más detallados con respecto a la cinética y termodinámica de la reacción de adsorción, los resultados son concluyentes para afirmar que la Fe-bentonita posee la potencialidad de ser efectiva para la purificación de fosfato en las bajas concentraciones que ocurren en los ecosistemas acuáticos naturales.Phosphate removal from water bodies is essential for the control of eutrophication, and its adsorption constitutes an effective treatment process to deal with this environmental problem. This study evaluated the adsorption of phosphate in aqueous solution by a natural Colombian bentonite clay and its iron-modified form. The modified bentonite (Fe-bentonite) was prepared by e cation exchange procedure with Fe (III) ions, following the methodologies previously developed by Selvam et al. (2008) and Hou et al. (2011). And the phosphate adsorption capability was evaluated through batch experiments, whose initial methodology had saturation problems due to the initial phosphate and adsorbent concentrations. Therefore, it was corrected using initial adsorbate concentrations between 1.5, 1.2, 0.9, 0.6, 0.3 and 0.2 mg/L, while the adsorbent concentration had a constant value of 400 mg. /L. The results showed that Langmuir model described the adsorption isotherm data well, with regression coefficients of 0.972 for natural bentonite and 0.912 for Fe-bentonite. Under the Langmuir model, the maximum adsorption capacity of phosphate was 1.64 mg/g and 3.30 mg/g for natural bentonite and Fe-bentonite, respectively, showing that the enrichment process generated an increase of ~201%. Although it is necessary to develop kinetic and thermodynamic studies of the adsorption reaction, the results are conclusive to affirm that Fe-bentonite has the potential to adsorb phosphate at the low concentrations that occur in natural aquatic ecosystems.Ingeniero AmbientalPregrado16 páginasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesIngeniería AmbientalFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Civil y AmbientalEvaluación de la adsorción de fosfato en solución usando bentonita modificada con Fe (III)Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPBentonita modificadaFosfatoAdsorciónEutrofizaciónIsotermaIngeniería201817017PublicationTHUMBNAIL25710.pdf.jpg25710.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg23712https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/d3d234d1-f543-459b-be03-9b41f2d51dcc/downloadc0e4fb77525eed14510584aef3e1135cMD53ORIGINAL25710.pdfapplication/pdf4333221https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/b8ca883d-598d-40df-ba89-d6c698aff60e/downloadaa88e0e43a25bbe8d3d5f3ff057af140MD51TEXT25710.pdf.txt25710.pdf.txtExtracted texttext/plain64366https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/ee84798a-55e6-429e-8ccb-af1bf73b3a52/downloada87ce75047e2ab61e17eeea3b9711fa8MD521992/55713oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/557132023-10-10 17:39:24.425https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co