Evaluación y optimización de la remoción de arsénico total en medio acuoso sobre residuos biomasicos de marlo de maíz ( Zea mays) inertes y modificados con dioxido de manganeso

Abstract

La presente investigación buscó evaluar y optimizar la remoción de arsénico total en medio acuoso sobre residuos biomásicos de marlo de maíz (Zea mays) inertes (RB) y modificados con permanganato de potasio (RBMOD). Para ello se recolectaron marlos de maíz los cuales fueron lavados, secados y tamizados, para luego ser modificados con permanganato de potasio. Además, se realizó la optimización de las condiciones de remoción de arsénico total mediante optimización secuencial de los factores: cantidad de adsorbente, pH, tamaño de partícula y modificación; siguiendo primero un diseño factorial para las variables para el ajuste a un modelo de primer orden y luego un diseño central compuesto para la identificación de puntos óptimos. Para complementar los estudios se realizó isotermas de adsorción y caracterización mediante Microscopia electrónica de barrido, EDX y análisis de Fluorescencia de Rayos X. Se identificó que el proceso de modificación química con permanganato de potasio generó un rendimiento del 17.0 % para la fracción grande (entre 450 um y 250 um) (MODG) y un 4.20 % para la fracción pequeña (entre 250 y 150 um) (MODP) debido que el agente activante favoreció la ruptura de enlaces de RB. Las condiciones óptimas de adsorción de arsénico total en medio acuoso fueron seleccionadas en dos etapas, primero se seleccionó tamaño de partícula pequeño (entre 250 y 150 um) y RBMOD los cuales permitieron un 80.42 % y 80.08% de remoción de arsénico respectivamente. Seguidamente la optimización identificó la posibilidad de obtener un porcentaje de remoción de 94.30 % con 3g de adsorbente a pH 4, se concluyó además que el pH fue un factor no significativo sobre el proceso. El proceso de remoción se ajustó al modelo de Freundlich y Halsey (R2=0.9754) explicando una adsorción sólido-líquido, sobre una superficie heterogénea, porosa y en multicapa, con presencia del fenómeno de migración común en adsorbentes altamente porosos. Finalmente, mediante Microscopía electrónica de barrido (SEM) se observó el recubrimiento de la superficie porosa con arsénico, el análisis de EDX identificó un incremento del 1% entre MODP-Sin (0.27 %) y MODPVI Con (1.27 %), y el análisis de Fluorescencia de Rayos X identificó una concentración de arsénico total del 0.0055 % en MODP-Con y de 0.0002 % en MODP-Sin. Por lo tanto, se concluyó que RBMOD bajo las condiciones de operación establecidas es capaz de permitir porcentajes de remoción de hasta 94.30 %, siendo éste una alternativa a emplear en procesos de tratamiento de efluentes