Estudio de simulación de la eliminación de CR (VI) en aguas residualess
Simulation study of CR (VI) removal from wastewater
Barra lateral del artículo
PDF
FLIP
Términos de la licencia (VER)
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Declaración del copyright
Los autores ceden en exclusiva a la Universidad EIA, con facultad de cesión a terceros, todos los derechos de explotación que deriven de los trabajos que sean aceptados para su publicación en la Revista EIA, así como en cualquier producto derivados de la misma y, en particular, los de reproducción, distribución, comunicación pública (incluida la puesta a disposición interactiva) y transformación (incluidas la adaptación, la modificación y, en su caso, la traducción), para todas las modalidades de explotación (a título enunciativo y no limitativo: en formato papel, electrónico, on-line, soporte informático o audiovisual, así como en cualquier otro formato, incluso con finalidad promocional o publicitaria y/o para la realización de productos derivados), para un ámbito territorial mundial y para toda la duración legal de los derechos prevista en el vigente texto difundido de la Ley de Propiedad Intelectual. Esta cesión la realizarán los autores sin derecho a ningún tipo de remuneración o indemnización.
La autorización conferida a la Revista EIA estará vigente a partir de la fecha en que se incluye en el volumen y número respectivo en el Sistema Open Journal Systems de la Revista EIA, así como en las diferentes bases e índices de datos en que se encuentra indexada la publicación.
Todos los contenidos de la Revista EIA, están publicados bajo la Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-NoDerivativa 4.0 Internacional
Licencia
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-NoDerivativa 4.0 Internacional
Contenido principal del artículo
Resumen
La adsorción es una técnica de superficie que es empleada para remover contaminantes como los metales pesados utilizando materiales orgánicos como bioadsorbentes. La mayoría de los estudios realizados de adsorción se han llevado a cabo a nivel de laboratorio por lo cual son muy pocos los estudios realizados que buscan predecir el comportamiento del proceso y la eficacia del adsorbente a nivel industrial. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio es utilizar herramientas computacionales para modelar una columna de adsorción empacada a escala industrial para remover Cr (VI) en solución aprovechando la biomasa a base de Theobroma cacao L como material adsorbente. Para ello, se utilizó el software Aspen Adsorption para realizar varias simulaciones de una columna de adsorción a escala industrial con diferentes configuraciones para obtener una evaluación paramétrica empleando los modelos isotérmicos Langmuir y Freundlich con el modelo cinético de Resistencia Global Lineal (LDF). Los resultados obtenidos muestran que, el modelo Langmuir-LDF presentó eficiencias de adsorción de hasta 96% mientras que, el modelo Freundlich-LDF hasta el 97%. Por otro lado, las condiciones de simulación de la columna de adsorción que presentaron los mejores resultados para ambos casos fueron una altura de la columna de 4 m, concentración inicial de Cr (VI) de 2000 mg/L, y caudal de entrada de 100 m3/día. Este estudio se presenta como una forma novedosa en el campo de la ingeniería sobre como las herramientas computaciones posee la capacidad de predecir el posible comportamiento de columnas de adsorción empacadas con biomasas a base de residuos orgánicos.
Descargas
Detalles del artículo
Referencias (VER)
Agarwal, A., Upadhyay, U., Sreedhar, I. and Anitha, K.L. (2022) ‘Simulation studies of Cu (II) removal from aqueous solution using olive stone’, Cleaner Materials, 5, p. 100128. Available at: https://doi.org/10.1016/j.clema.2022.100128.
Babuji, P., Thirumalaisamy, S., Duraisamy, K. and Periyasamy, G. (2023) ‘Human Health Risks due to Exposure to Water Pollution: A Review’, Water 2023, Vol. 15, Page 2532, 15(14), p. 2532. Available at: https://doi.org/10.3390/W15142532.
Bahrun, M.H.V., Kamin, Z., Anisuzzaman, S.M. and Bono, A. (2021) ‘Assessment of adsorbent for removing lead (pb) ion in an industrial-scaled packed bed column’, Journal of Engineering Science and Technology, 16(2), pp. 1213–1231.
Benyahia, F. and O’Neill, K.E. (2005) ‘Enhanced voidage correlations for packed beds of various particle shapes and sizes’, Particulate Science and Technology, 23(2), pp. 169–177. Available at: https://doi.org/10.1080/02726350590922242.
Dixon, A.G. (1988) ‘Correlations for wall and particle shape effects on fixed bed bulk voidage’, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 66(5), pp. 705–708. Available at: https://doi.org/10.1002/cjce.5450660501.
Durán, I., Rubiera, F. and Pevida, C. (2022) ‘Modeling a biogas upgrading PSA unit with a sustainable activated carbon derived from pine sawdust. Sensitivity analysis on the adsorption of CO2 and CH4 mixtures’, Chemical Engineering Journal, 428. Available at: https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132564.
Fouad, M.R. (2023) ‘Physical characteristics and Freundlich model of adsorption and desorption isotherm for fipronil in six types of Egyptian soil’, Current Chemistry Letters, 12(1), pp. 207–216. Available at: https://doi.org/10.5267/j.ccl.2022.8.003.
González-Delgado, Á.D., Tejada-Tovar, C. and Villabona-Ortíz, A. (2022) ‘Parametric Sensitivity Analysis of Chromium (Vi) Adsorption using Theobroma Cacao L Biomass via Process Simulation’, Chemical Engineering Transactions, 92(January), pp. 535–540. Available at: https://doi.org/10.3303/CET2292090.
Gupta, B., Mishra, A., Singh, R. and Thakur, I.S. (2021) ‘Fabrication of calcite based biocomposites for catalytic removal of heavy metals from electroplating industrial effluent’, Environmental Technology and Innovation, 21, p. 101278. Available at: https://doi.org/10.1016/j.eti.2020.101278.
Koua, B.K., Koffi, P.M.E. and Gbaha, P. (2019) ‘Evolution of shrinkage, real density, porosity, heat and mass transfer coefficients during indirect solar drying of cocoa beans’, Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 18(1), pp. 72–82. Available at: https://doi.org/10.1016/j.jssas.2017.01.002.
Lara, J. Tejada, C., Villabona, A., Arrieta, A. and Granados-Conde. C. (2016) ‘Adsorción de plomo y cadmio en sistema continuo de lecho fijo sobre residuos de cacao’, Revista ION, 29(2), pp. 113–124. Available at: https://doi.org/: http://dx.doi.org/10.18273/revion.v29n2-2016009.
Mansa, R.F., Ting, M.L. and Patrick, A.O. (2021) ‘Simulation of Lead Removal Using Palm Kernel Shell Activated Carbon in a Packed Bed Column’.
Marcantonio, V., Bocci, E., Ouwelties, J.P., Del Zotto, L. and Monarca, D. (2020) ‘Evaluation of sorbents for high temperature removal of tars, hydrogen sulphide, hydrogen chloride and ammonia from biomass-derived syngas by using Aspen Plus’, International Journal of Hydrogen Energy, 45(11), pp. 6651–6662. Available at: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.12.142.
Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (2015) ‘Resolucion 631 de 2015 vertimientos minambiente.pdf’, p. 62.
Nieva, A.D., Andres, J.C.S. and Gonzales, K.P. (2018) ‘Simulated biosorption of Cu2+ in aqueous solutions using Cucumis melo VAR. cantalupensis’, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 191(1). Available at: https://doi.org/10.1088/1755-1315/191/1/012035.
Nnaji, N.D. Onyeaka, H., Miri, T. and Ugwa, C. (2023) ‘Bioaccumulation for heavy metal removal: a review’, SN Applied Sciences, 5(5), pp. 1–12. Available at: https://doi.org/10.1007/S42452-023-05351-6/METRICS.
Oliveira, R.F., Pacheco-Nunes, K.G., Jurado, I.V., Benício-Amador, I.C., Estumano, D.C. and Féris, L.A. (2020) ‘Cr (VI) adsorption in batch and continuous scale: A mathematical and experimental approach for operational parameters prediction’, Environmental Technology and Innovation, 20, p. 101092. Available at: https://doi.org/10.1016/j.eti.2020.101092.
Patel, H. (2020) ‘Batch and continuous fixed bed adsorption of heavy metals removal using activated charcoal from neem (Azadirachta indica) leaf powder’, Scientific Reports, 10(1), pp. 1–12. Available at: https://doi.org/10.1038/s41598-020-72583-6.
Sánchez, A.P., Sánchez, E.J.P. and Silva, R.M.S. (2019) ‘Simulation of the acrylic acid production process through catalytic oxidation of gaseous propylene using ChemCAD® simulator’, Ingeniare, 27(1), pp. 142–150. Available at: https://doi.org/10.4067/S0718-33052019000100142.
Selimin, M.A., Latif, A., Er, Y., Muhamad, M., Basri, H. and Lee, T. (2021) ‘Adsorption efficiency of banana blossom peels (musa acuminata colla) adsorbent for chromium (VI) removal’, Materials Today: Proceedings [Preprint]. Available at: https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2021.10.502.
Sultana, S., Islam, K., Hasan, M.A., Khan, H.M.J., Khan, M.A.R., Deb, A., Al Raihan, M. and Rahman, M. (2022) ‘Adsorption of crystal violet dye by coconut husk powder: Isotherm, kinetics and thermodynamics perspectives’, Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management, 17(May 2021), p. 100651. Available at: https://doi.org/10.1016/j.enmm.2022.100651.
Tejada-Tovar, C., Villabona-Ortíz, A. and González-Delgado, A. (2022) ‘Adsorption Study of Continuous Heavy Metal Ions (Pb2+, Cd2+, Ni2+) Removal Using Cocoa (Theobroma cacao L.) Pod Husks’, Materials, 15(19). Available at: https://doi.org/10.3390/ma15196937.
Tovar, C.T., Ortiz, Á.V. and Villadiego, M.J. (2017) ‘Remoción de cromo hexavalente sobre residuos de cacao pretratados químicamente.’, Rev. U.D.C.A Act. & Div. Cient., 20(1), pp. 139–147.
Upadhyay, U. Gupta, S., Agarwal, A., Sreedhar, I and Anitha, K. (2021) ‘Process Optimization at an Industrial Scale in the adsorptive removal of Cd2+ ions using Dolochar via Response Surface Methodology’, Environmental Science and Pollution Research, pp. 0–27. Available at: https://doi.org/10.1007/s11356-021-17216-9.
Wang, J. and Guo, X. (2020) ‘Adsorption isotherm models: Classification, physical meaning, application and solving method’, Chemosphere, 258, p. 127279. Available at: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127279.