Estudio de la adsorción del surfactante anionico dodecilbenceno sulfonato de sodio empleando arcillas modificadas y su aplicación en el tratamiento de un efluente industrial

Abstract

El presente trabajo trata acerca del tratamiento de una arcilla peruana del tipo bentonita mediante tres métodos: pilaramiento con hidroxilaciones metálicos, activación termoácida e intercambio catiónico con una sal de amonio cuaternario para sintetizar materiales adsorbentes, que luego fueron empleados para la retención del surfactante aniónico dodecilbenceno sulfonato de sodio lineal (DBS) contenido en soluciones acuosas y en un efluente industrial. Las arcillas bentonitas natural y modificadas: pilarada, termo activada y organofílica (intercambiada con la sal de amonio cuaternario), fueron caracterizadas mediante las técnicas de: fluorescencia de rayos X, difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja, adsorción desorción de N2, microscopía electrónica de barrido y análisis termogravimétrico, con la finalidad de determinar el tipo y magnitud de alteración de la estructura de la arcilla natural lograda con cada uno de los tratamientos mencionados. Las pruebas de adsorción con las arcillas modificadas se realizaron en sistema batch partiendo de una solución estándar de DBS y a temperatura de 25 “C. Para cada tipo de arcilla se determinó el tiempo de equilibrio cinético y la isoterma de adsorción. El primero sirvió para conocer el tiempo necesario para que el sistema alcanzara el equilibrio de adsorción y la segunda permitió comparar las capacidades de adsorción de cada material ensayado y determinar con cuál de ellos se alcanzaba la mayor retención de DBS. Durante el desarrollo de estas pruebas se tomaron en cuenta los parámetros: pH y relación masa de arcilla / volumen de solución de DBS, determinándose que la adsorción de DBS se vio favorecida al emplearse como adsorbente la arcilla organofílica para un tiempo de contacto de 2 horas, pH 1,5 y relación masa arcilla/ volumen solución de 3 g/L. Seguidamente se realizaron pruebas similares en un efluente industrial empleando arcilla organofílica. Los interferentes presentes en el efluente ocasionaron que la adsorción de DBS fuese menor comparado con una solución estándar de igual concentración de surfactante. Esta vez las condiciones óptimas para la adsorción fueron: tiempo de contacto de 2 horas, pH 1,5 y relación masa arcilla / volumen solución de 5 g/L. Sobre la base de estos resultados experimentales se diseñó una planta para el tratamiento del efluente, considerando dos posibilidades: 1) Emplear como adsorbente una arcilla organofílica comercial de características muy similares a aquella desarrollada en laboratorio (Proyecto “A”) y 2) Una vez operativa la planta de tratamiento, se produzca la arcilla organofílica en lugar de comprarla (Proyecto “B”). Para este último caso, se determinó que la mayoría de los equipos de la planta de tratamiento, bajo distintos parámetros de funcionamiento, podrían ser utilizados también en la producción de arcilla organofílica, otro equipo debía ser cambiado y dos nuevos equipos debían, ser adquiridos. Por último, se realizó la evaluación económica de cada proyecto y la evaluación de la inversión en el Proyecto “B”, encontrándose que, pese a que los precios de las materias primas para la producción de la arcilla organofílica eran significativamente menores que el precio de la arcilla comercial, la producción de arcilla organofílica no resultó rentable.