Optimization of the Effect of Temperature and Bed Height on Cr (VI) Bioadsorption in Continuous System

Optimización del efecto de la temperatura y altura del lecho en la bioadsorción de Cr (VI) en sistema continuo

En el presente artículo se propone como adsorbentes residuos del proceso de extracción de almidón de plátano para remover Cr(VI) en un sistema continuo de lecho fijo, variando la temperatura33, 40, 55, 70 y 76 °C y altura de lecho en el rango de 15.5, 30, 65, 100, 114.5 mm. El material adsorbente fue caracterizado mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier(FTIR), Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) y análisis por difracción de rayos X (DRX). La solución de Cr(VI) a 100 ppm tuvo contacto con la columna por gravedad, con un caudal de0.75 mL/s a las diferentes condiciones trabajadas. Al final del proceso la concentración residual del metal fue medida mediante espectroscopia UV-Vis usando el método estándar para la determinación de Cr (VI) en agua ASTM D1687-17. De los resultados, se estableció que el bioadsorbente cuenta con la presencia de grupos funcionales hidroxilo, carboxilo y metilo, y que el proceso de adsorción está controlado por interacciones electrostáticas; las variables evaluadas incidieron de forma significativa en el proceso, estableciendo al aplicar la metodología RSM que las condiciones óptimas de operación son 81.49 mm de altura de lecho y temperatura de 68 ºC. Del comportamiento de la curva de ruptura se encontró que el bio-material tiene potencial para ser usado como relleno en una columna de adsorción con el fin de remover Cr (VI).

I. INTRODUCCIÓN

La contaminación delas fuentes de agua con metales pesados es una de las problemáticas de mayor importancia en la sociedad y que ha sido abordado por diferentes organismos de control e investigadores [1-2]. Entre estos contaminantes, el cromo es uno delos más tóxicos; se encuentra normalmente en rocas, animales, plantas y el suelo. Puede existir en formas diferentes: el Cr (0), Cr (III) y Cr (VI) son las formas más comunes en las que se encuentra este elemento; el Cr (0), denominado cromo metálico, se usa en la fabricación de acero, el Cr (III) y Cr (VI) en el cromado, colorantes y pigmentos, curtido del cuero, preservación de la madera y, en cantidades pequeñas, en barrenas para la extracción de petróleo, inhibidores de corrosión e industria textil [3]; siendo el Cr (III) un elemento necesario para mantener un buen estado de saluda niveles traza, ya que ayuda al cuerpo a metabolizar el azúcar, la grasa y las proteínas [4-6].

Los efectos adversos del cromo para la salud dependen, del grado de valencia de este elemento en el momento de la exposición, la concentración y la solubilidad del compuesto. Una exposición de período corto de exposición al Cr (VI) y el Cr (III) puede causar irritación mecánica en los ojos, en el tracto respiratorio, síntomas alérgicos y llagas nasales [7-9].