Evaluación de la capacidad de adsorción del biochar de la planta pirolizadora de residuos orgánicos de Machupichu para tratamiento de efluentes con metales pesados

Abstract

La contaminación por metales pesados es uno de los problemas ambiental más críticos, perjudica a la salud humana y a los ecosistemas; por otro lado, la adsorción es un proceso económico y práctico que se ha convertido en uno de los tratamientos más usados para la eliminación de metales pesados. El objetivo principal del presente trabajo fue evaluar la capacidad de adsorción del biochar producido en la planta pirolizadora de residuos orgánicos de Machupicchu en el tratamiento de efluentes con metales pesados. Se determino las características físicas y químicas del biochar mediante FTIR, SEM, BET, ICP-MS y TGA. Se realizaron pruebas de adsorción para Pb a diferentes niveles de pH de las soluciones acuosas, se evalúo la influencia de la dosis del adsorbente, tiempo de contacto y velocidad de agitación en la capacidad de adsorción de Pb +2 +2 y Cu , para ambos metales de acuerdo al análisis de varianza todos los factores evaluados presentan significancia referente a la capacidad de adsorción, de la optimización de los factores para lograr una mayor capacidad de adsorción se tiene 1.5 g/L de dosis de biochar, 40 min de tiempo de contacto y una velocidad de agitación de 100 rpm. Comparativamente, la capacidad máxima de adsorción del Pb fue mayor (52.28±6.2 mg/g) que la presentada por el Cu (43.73±0.30 mg/g). La cinética de adsorción sigue un modelo cinético de pseudo segundo orden para ambos metales con coeficientes de regresión lineal de ajuste del modelo R +2 +2 y Cu , Cu 2 de 0.99. Para los iones de Pb +2 +2 +2 2, presentes en una muestra acida de un efluente de actividades mineras, se alcanzaron porcentajes de remoción superirores al 99%. +2 ,Ni +2 , Cd +2 , Zn , Co + y Mn

Pollution by heavy metals is one of the critical environmental problems, it harms human health and ecosystems; On the other hand, adsorption is an economical and practical process that has become one of the most used treatments for the elimination of heavy metals. The main objective of this work was to evaluate the adsorption capacity of biochar produced in the organic waste pyrolyzing plant of Machupicchu in the treatment of effluents with heavy metals. The physical and chemical characteristics of the biochar were determined using FTIR, SEM, BET, ICP-MS and TGA. Adsorption tests were carried out for Pb at different pH levels of the aqueous solutions, the influence of the adsorbent dose, contact time and stirring speed on the adsorption capacity of Pb +2 +2 and Cu , for both metals, according to the analysis of variance, all the factors evaluated show significance regarding the adsorption capacity, from the optimization of the factors to achieve a greater adsorption capacity, we have 1.5 g/L of biochar dose, 40 min contact time and a stirring speed of 100 rpm. Comparatively, the maximum adsorption capacity of Pb was higher (52.28±6.2 mg/g) than that presented by Cu (43.73±0.30 mg/g). The adsorption kinetics follow a pseudo-secondorder kinetic model for both metals with linear regression coefficients of model fitting R +2 +2 and Cu of 0.99. For the ions of Pb 2 , present in an acid sample of an effluent from mining activities, higher removal percentages were achieved at 99%. +2 +2 +2 , Cu +2 , Ni +2 , Cd +2 , Zn , Co +2 and Mn

A poluição por metais pesados é um dos problemas ambientais críticos, pois prejudica a saúde humana e os ecossistemas; por outro lado, a adsorção é um processo econômico e prático que se tornou um dos tratamentos mais utilizados para eliminação de metais pesados. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a capacidade de adsorção do biocarvão produzido na planta de pirólise de resíduos orgânicos de Machupicchu no tratamento de efluentes com metais pesados. As características físicas e químicas do biocarvão foram determinadas por FTIR, SEM, BET, ICP-MS e TGA. Foram realizados testes de adsorção para Pb em diferentes níveis de pH das soluções aquosas, a influência da dose do adsorvente, tempo de contato e velocidade de agitação na capacidade de adsorção de Pb +2 +2 e Cu , para ambos os metais. , de acordo com a análise de variância, todos os fatores avaliados apresentam significância quanto à capacidade de adsorção, a partir da otimização dos fatores para alcançar uma maior capacidade de adsorção, temos 1,5 g/L de dose de biochar, tempo de contato de 40 min e velocidade de agitação de 100rpm. Comparativamente, a capacidade máxima de adsorção do Pb foi superior (52,28±6,2 mg/g) à apresentada pelo Cu (43,73±0,30 mg/g). A cinética de adsorção segue um modelo cinético de pseudo-segunda ordem para ambos os metais com coeficientes de regressão linear de ajuste do modelo R +2 +2 e Cu , Cu 2 de 0,99. Para os íons Pb +2 +2 +2 , presentes em uma amostra ácida de um efluente de mineração, foram alcançados maiores percentuais de remoção até 99%. +2 , Ni +2 , Cd +2 , Zn , Co +2 e Mn