UPFLOW AND DOWNFLOW CLAY­BIOMASS COLUMNS FOR THE REMOVAL OF U(VI)

OLIVELLI, MELISA SOLEDAD; CURUTCHET, GUSTAVO; TORRES SÁNCHEZ, ROSA MARÍA

Río de Janeiro

Congreso; XV International Clay Conference; 2013

In previous studies was demonstrated  that biopolymers generated  from  fungal biomass and amontmorillonite  (BMMTs) were efficient as biosorbentes  in batch uranium  removal  systems.BMMTs showed high adsorption efficiency even at low concentrations. Also, using very lowconcentrations  BMMT  reached  their  saturation  only  after  several  cycles  during  U(VI)progressive adsorption experiments.The  objective  of  this work  is  to  evaluate  their metal  exchange  capacity  by  potentiometrictitration  and  evaluate  the  U(VI)  sorption  capacity  of  BMMT  systems  for  its  removal  fromeffluents.Downflow and upflow BMMT columns were performed in order to compare and optimize thesystem  for  continuous  sorption  techniques. Also,  elution of downflow  columns with dilutedH2SO4 was performed. Both columns were fixed­bed columns with a volume of 0,8 ml. In thecontinuous removal experiences, both type of columns were loaded with a solution of 25 ppmU(VI). For upflow columns a peristaltic pump was used at a flow rate of 0.65 ml/min.The total proton consumption of the studied materials indicated that there were more availablesites to exchange protons in BMMTs than in MMT.Downflow columns presented a non constant flow, resulting in an inefficient method for thesesorbents.  The  saturation  of  the  column  was  reached  with  a  very  low  volume,  making  thecalculation of a breakthrough point not possible to. A possible explanation for this behaviourcould be  that  during  the  load of  the  column  a hydration  process of  the material  could  takeplace generating an increase in the adsorption specific surface of the biopolymer components.Data  from  U(VI)  extraction  after  saturation  of  downflow  BMMT  columns  indicatedthe possibility of recycling the BMMT after processes of U(VI) sorption, because U(VI) elutionfrom the column was complete.For  upflow  columns,  the  U(VI)  removal  percentage  was  around  of  83.3%  from  150  ml  ofloading, 75% from 150 to 300 ml and near 58% from 300 to 400 ml. The total amount of U(VI)retained during the first 500 bed volumes, was near 20 mg U(VI) / g BMMT; leading to a yieldten  times  higher  than  that  of  downflow  columns. Also,  neither  the montmorillonite  nor  thefungal biomass alone allowed the development of a column experiment due to the mechanicalinstability  of  the  material  when  the  solution  passed  trough  the  column.  On  the  otherhand,  BMMTs  presented  a  suitable  stability  of  the  biomaterial  for  the  development  ofadsorption columns. These  results  indicated  that upflow columns presented an advantageousperformance  for  being  applied  in  a  greater  scale  and  that  they  could  be  used  in  thedevelopment of economic and efficient biofilters