Síntesis de un composito pollucita/ferrihidrita/hematita: pellets para la adsorción de fosfatos a partir de agua residual sintética

• Autores: Diana Guaya, Rocío Jiménez, Adriana Angamarca
• Localización: Axioma: Revista de docencia, investigación y proyección social., ISSN-e 2550-6684, ISSN 1390-6267, Vol. 1, Nº. 28, 2023 (Ejemplar dedicado a: Revista Científica de docencia, investigación y proyección social), págs. 24-32
• Idioma: español
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    Ante el aumento exponencial de la eutrofización resulta necesario el desarrollo de tecnologías orientadas al tratamiento terciario de aguas residuales hasta llegar a niveles según las diferentes regulaciones a nivel mundial. Es así como en este estudio se presenta información relevante sobre la aplicación de una moscovita natural  para la obtención de un composito que permita reducir la concentración de fosfato en soluciones acuosas. De esta forma ha sido posible obtener un composito pollucita/ferrihidrita/hematita en forma de pellets como principales fases mineralógicas. De esta forma se llevó a cabo una amplia variedad de pruebas experimentales en batch para valorar la efectividad de la adsorción de fosfatos por parte de la muscovita en polvo (P1M2—Fe—Al) y del composito pollucita/ferrihidrita/hematita (pellets). La adsorción tuvo lugar mediante adsorción física y química; adicionalmente, los ensayos de fraccionamiento de fosfato permitieron corroborar los mecanismos de adsorción propuestos mediante atracción electrostática y mediante reacciones de complejación monodentada y bidentada. Además, la adsorción de fosfato es viable en condiciones normales del agua residual tratada, toda vez que el adsorbente no requiere ajuste de pH. El adsorbente en pellets presentó una adsorción relativamente lenta, ya que al parecer la difusión intraparticular es el mecanismo principal que govierna la adsorción de fosfato. Siendo así que en dos horas de adsorción fue posible adsorber el 50% de fosfato. El adsorbente en polvo tuvo una mejor adsorción en comparación con los pellets, toda vez que con la calcinación la porosidad se bloquea los canales de acceso para la unión del fosfato con los grupos oxi hidróxido de hierro y aluminio. La regeneración de los pellets fue limitada por lo que se evidenció la posibilidad de la disposición final de este adsorbente como mejorador de suelos, aportando nutrientes para el crecimiento de plantas. Así el uso de los composito pollucita/ferrihidrita/hematita puede contribuir a solventar la problemática ligada a las altas concentraciones de nutrientes en el agua residual tratada y por otra parte a la recuperación de fosfatos que pueden ser añadido al suelo.

  • English

    Due to the increase of water eutrophication, it is necessary to develop technologies aimed at the tertiary treatment of wastewater until reaching levels according to the different regulations worldwide. This is how this study presents relevant information on the application of a natural muscovite to obtain a composite that allows reducing the concentration of phosphate in aqueous solutions. In this way it has been possible to obtain a pollucite/ferrihydrite/hematite composite in the form of pellets as the main mineralogical phases. Thus, a wide variety of batch experimental tests were carried out to assess the effectiveness of phosphate adsorption by powdered muscovite (P1M2—Fe—Al) and pollucite/ferrihydrite/hematite composite (pellets). Adsorption took place by physical and chemical adsorption; Additionally, the phosphate fractionation tests allowed corroborating the adsorption mechanisms proposed by electrostatic attraction and by monodentate and bidentate complexation reactions. Furthermore, phosphate adsorption is viable under normal conditions of the treated wastewater, since the adsorbent does not require pH adjustment. The pellet adsorbent presented a relatively slow adsorption, since it seems that intraparticle diffusion is the main mechanism that governs phosphate adsorption. Thus, in two hours of adsorption it was possible to adsorb 50% of phosphate. The powdered adsorbent had a better adsorption compared to the pellets, since with calcination the porosity blocks the access channels for the union of the phosphate with the oxy hydroxide groups of iron and aluminum. The regeneration of the pellets was limited, so the possibility of the final disposal of this adsorbent as a soil improver was evidenced, providing nutrients for plant growth. Thus, the use of the pollucite/ferrihydrite/hematite composite can contribute to solving the problems linked to the high concentrations of nutrients in the treated wastewater and, on the other hand, to the recovery of phosphates that can be added to the soil.