Empleo de Hierro Cero-Valente (ZVI) para el tratamiento continuo de aguas contaminadas con cromo hexavalente

ELIANA BERARDOZZI; LISANDRO S. CARAM; FERNANDO S. GARCÍA EINSCHLAG

Congreso; IV Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2019

Tanto el cromo como sus compuestos derivados poseen una gran variedad de aplicaciones industriales, como consecuencia gran parte de las aguas residuales procedentes de diferentes industrias están contaminadas con este metal. En particular, el Cr(VI) es altamente tóxico y puede causar una serie de trastornos en el organismo1.La metodología Hierro Cero Valente (ZVI) se presenta en la actualidad como una tecnología de gran interés para la remoción de contaminantes en agua, fundamentalmente debido a su alta relación eficiencia/costo2. Esta técnica, se basa en complejos mecanismos fisicoquímicos que pueden involucrar tanto procesos de reducción química como fenómenos de adsorción y/o co-precipitación2. El ZVI ha sido empleada con éxito para tratar numerosos contaminantes, incluido el Cr(VI). Sin embargo, la mayoría de los trabajos han utilizado sistemas tipo Batch cuyo escalado generalmente involucra equipos más grandes y mayores costos operativos que los sistemas continuos. Este trabajo propone el estudio de columnas basadas en el empleo de Hierro Cero-Valente (ZVI) para la remediación de aguas contaminadas con Cr(VI) en sistemas continuos.Para comprender adecuadamente el sistema se realizaron ensayos preliminares en Batch. Posteriormente, se utilizaron columnas de longitud y densidad de ZVI variables. En ambos casos, se determinaron diferentes parámetros, destacándose el porcentaje de remoción de Cr(VI) (% Remoción), que fue estudiado para distintos valores de pH de entrada (pHi), concentración inicial de Cr(VI) (Ci) y tiempo de residencia hidráulico (Tr.). Finalmente se empleó el diseño estadístico de experimentos para determinar las reacciones más importantes, evaluar el efecto de las condiciones operativas sobre el desempeño del sistema y optimizar la remoción del contaminante.Los resultados se interpretaron mediante técnicas matemáticas y estadísticas tales como el análisis por componentes principales (PCA) y la metodología de superficies de respuesta. Los estudios revelaron que el % Remoción del contaminante aumenta cuando: i) el pH de la solución inicial disminuye, ii) la Ci decrece, iii) el Tr del contaminante en la columna crece, y iv) la densidad del ZVI en el relleno aumenta. Por otro lado, hemos observado que los sistemas continuos requieren menos tiempo para remover por completo el Cr(VI) en comparación con los sistemas tipo Batch, ya que en el primer caso el área superficial expuesta de ZVI es mayor. Finalmente cabe destacar que el mecanismo de remoción involucra la reducción de Cr(VI) a Cr(III) por parte tanto de Fe(0) como de Fe(II) y, como consecuencia, la presencia de Fe(II) en el efluente de las columnas interfiere en la cuantificación de Cr(VI).