Evaluación de la eficiencia de la borra de café como material bioadsorbente para la remoción de cromo hexavalente (Cr+6)

Fecha

Autor corporativo

Título de la revista

ISSN de la revista

Título del volumen

Editor

Compartir

Altmetric

Resumen

Adsorption is a widely used method for treating dissolved contaminants. Various agro-industrial wastes have been explored as potential adsorbents, showing high efficiency in the elimination of pollutants. In order to evaluate the removal efficiency and the adsorption kinetics of the previously treated coffee grounds (BC) for the adsorption of the hexavalent chromium ion (Cr+6) obtained from aqueous solutions of potassium dichromate (K2Cr2O7), A methodological design was proposed that allows to control a batch scale the independent variables agitation, pH, grain size of the BC, temperature and taking as factors the amount of BC, the initial concentration and the influencing contact time of the dependent variable expressed in removal percentage and in the amount of solute retained in the adsorbent at equilibrium (mg / g) (qe). The ANOVA was used as a statistical method of analysis of variance, obtaining a p-value less than 0.05 for the three factors, indicating that they are significantly different from zero with a confidence level of 95.0%, which indicates that the alternative hypothesis stipulated in the project. The highest removal percentages were 83.17-99.76% for concentrations of 10 to 70 mg / L of Cr + 6 with a contact time between 300 minutes to 540 minutes and maintaining a quantity of coffee of 1.5 g of BC. To evaluate the adsorption equilibrium, two mathematical models were applied, the Langmuir and Freundlich isotherm, resulting in a correlation coefficient of 0.9931 and 0.9954 respectively and a maximum bioadsorption capacity (qmax) of 66.19 mg / L, the calculation of the parameters of the isotherms and the graphic analysis of these allowed to explain that the type of adsorption phenomenon is physical (physisorption) and that it occurs in the form of multilayers without interaction between the molecules; This characteristic is due to the high porosity of the BC material close to 99% value that was obtained in the characterization of the adsorbent material.

Descripción

La adsorción es un método ampliamente utilizado para el tratamiento de contaminantes disueltos. Diversos residuos agroindustriales han sido explorados como potenciales adsorbentes, mostrando alta eficiencia en la eliminación de contaminantes. Con el fin de evaluar la eficiencia de remoción y la cinética de adsorción de la borra de café (BC) previamente tratada para la adsorción del ion cromo hexavalente (Cr+6) obtenido a partir de soluciones acuosas de dicromato de potasio (K2Cr2O7), se planteó un diseño metodológico que permite controlar a escala batch las variables independientes agitación, pH, tamaño de grano de la BC, temperatura y tomando como factores la cantidad de BC, la concentración inicial y el tiempo de contacto influyentes de la variable dependiente expresada en porcentaje de remoción y en la cantidad de soluto retenido en el adsorbente en el equilibrio (mg/g) (qe). Se utilizó como método estadístico de análisis de varianza el ANOVA obteniendo para los tres factores un p-valor menor a 0,05 indicando que son significativamente diferentes de cero con un nivel de confianza del 95,0%, lo cual indica que se acepta la hipótesis alterna estipulada en el proyecto. Los mayores porcentajes de remoción fueron de 83,17-99,76% para concentraciones de 10 a 70 mg/L de Cr+6 con un tiempo de contacto entre 300 minutos a 540 minutos y manteniendo una cantidad de café de 1.5 g de BC. Para evaluar el equilibrio de la adsorción se aplicó dos modelos matemáticos, la isoterma de Langmuir y Freundlich dando como resultado un coeficiente de correlación de 0,9931 y 0,9954 respectivamente y una capacidad máxima de bioadsorción (qmax) de 66,19 mg/L, el cálculo de los parámetros de las isotermas y el análisis gráfico de estas permitieron explicar que el tipo de fenómeno de adsorción es de tipo físico (fisisorción) y que este ocurre en forma de multicapas sin interacción entre las moléculas; esta característica se debe a la alta porosidad del material BC cercana al 99% valor que se obtuvo en la caracterización del material adsorbente.

Palabras clave

Isotermas, Cromo hexavalente, Borra de café, Fisisorción, Adsorción

Materias

Ingeniería Ambiental - Tesis y disertaciones académicas , Fisicoquímica , Café , Intercambio iónico , Remoción de metales pesados

Citación