Biosorción competitiva de colorantes básicos empleando un biosorbente derivado de piñas de ciprés

M. E. FERNANDEZ; G. V. NUNELL; P. R. BONELLI; A. L. CUKIERMAN

Rosario

Congreso; II Taller Argentino de Ciencias del Ambiente; 2012

FCBF - INQUIR

En la actualidad, el uso de materiales naturales residuales para la remoción de contaminantes del agua ha ganado importancia como una alternativa económicamente conveniente frente a los adsorbentes convencionales utilizados para el tratamiento de efluentes, contribuyendo además a la disminución del volumen de residuos agro-foresto-industriales. En particular, los residuos lignocelulósicos han demostrado un gran potencial como biosorbentes de diferentes contaminantes, entre ellos los colorantes. La naturaleza recalcitrante y la no bio-degradabilidad de los colorantes actuales son características que derivan de sus estructuras complejas y su origen sintético, que los hace sumamente estables. Por otro lado, la aplicación eficiente de métodos de decoloración de efluentes textiles a escala industrial requiere la implementación de sistemas continuos y la consideración de más de un contaminante en el efluente, aspectos que aún requieren de mayor estudio. Metodología: Se utilizaron piñas de la especie Cupressus sempervirens del litoral argentino lavadas, molidas y tamizadas. Éstas se trataron con una solución de KOH y posteriormente se lavaron con agua destilada para remover el álcali residual. Se llevaron a cabo ensayos de biosorción de dos colorantes básicos: azul de metileno (AM) y rodamina B (RB) en solución acuosa, operando en modo batch, a 20 ºC y agitación controlada. Se estudió el efecto del pH de la solución y la cinética de biosorción de los colorantes a partir de soluciones mono- y bi-soluto a los mejores pH de remoción de cada colorante. Asimismo, se realizaron ensayos de biosorción competitiva en condiciones dinámicas, utilizando una columna termostatizada con los correspondientes sistemas automáticos de alimentación y regulación de flujo de líquido y de recolección de muestras. Se determinaron las curvas de ruptura de ambos colorantes y se calcularon parámetros de rendimiento. Objetivos: Obtener un biosorbente efectivo de colorantes básicos a partir de un residuo forestal, mediante un tratamiento químico simple; ensayar su efectividad para la remoción de colorantes en soluciones bi-soluto, en condiciones dinámicas; y evaluar la selectividad del biosorbente. Resultados: Los ensayos en modo batch mostraron una fuerte influencia del pH de la solución; su incremento resultó en un aumento de la biosorción de AM y disminución de la de RB. Las mediciones cinéticas evidenciaron un proceso inicialmente muy rápido, tanto a partir de soluciones mono- como bisoluto, y los parámetros cinéticos evaluados mediante un modelo de pseudo-segundo orden resultaron muy similares para AM, sugiriendo que la presencia de la RB no afecta su biosorción. En contraste, los parámetros obtenidos para RB a partir de soluciones bi-soluto disminuyeron, indicando una competencia con AM por los sitios activos disponibles en el biosorbente. Los ensayos dinámicos confirmaron los resultados anteriores. En las curvas de ruptura de RB a partir de soluciones bi-soluto, se observó además un overshoot por encima de la concentración de saturación del colorante, que sugiere que la RB inicialmente biosorbida es desplazada por el AM, colorante con mayor afinidad por los sitios activos.