Evaluación de la eficiencia de la aplicación de un geopolímero en la remoción de amonio presente en el agua

Abstract

El estudio evaluó la capacidad de remoción del amonio en diferentes calidades de agua mediante la adsorción con geopolímero, el cual es un residuo industrial llamado calamina. Al determinar el efecto de la variación del pH respecto a la adsorción del geopolímero se utilizó agua destilada con amonio, donde el porcentaje de remoción más alto se dio en un pH sin modificación. En esa misma condición de pH se estableció la cantidad optima de geopolímero para eliminar una determinada concentración de amonio, donde se implementó variaciones en las concentraciones del contaminante y dosis de geopolímero. En esta prueba se estableció que mediante una cantidad de 0.1 g de adsorbente se removió el 80% y con 1 g se removió el 99.5% en una concentración de 5 mg/L de amonio. Con el objetivo de comprender el comportamiento del geopolímero en el agua residual y cruda, se realizaron diluciones a la muestra y se aplicó 1 g de adsorbente, se obtuvo que el agua cruda presentó una remoción del 90% y un 60% en el agua residual. Al identificar la isoterma de adsorción y el modelo cinético adecuado se realizó el cálculo de las isotermas de Langmuir y Freundlich, junto con la cinética del pseudo primer orden y pseudo segundo orden en las condiciones óptimas previamente establecidas en las distintas calidades de agua. La isoterma de Freundlich (R^2 =0.996) y la cinética de pseudo segundo orden (R^2= 0.997) son los modelos con mayor concordancia, la elección se basa en un análisis estadístico del error, además del cálculo del coeficiente de determinación. Se concluye que el geopolímero estudiado es apto para la remoción de amonio presente en las distintas clases de agua, no obstante, su eficiencia depende de la concentración de amonio, pH del agua y la dosis de adsorbente a suministrar.

The study evaluated the removal capacity of ammonium in different water grades by adsorption with a geopolymer, which is an industrial waste called calamine. Distilled water with ammonium was used when determining the effect of pH variation on geopolymer adsorption, where the highest removal rate was given at an unchanged pH. In the same pH condition, the optimal amount of geopolymer was established to eliminate a certain concentration of ammonium, where variations in contaminant concentrations and geopolymer doses were implemented. In this test it was established that by an amount of 0.1 g of adsorbent 80% was removed and with 1 g 99.5% was removed at a concentration of 5 mg/L of ammonium. In order to understand the behavior of the geopolymer in waste and raw water, dilutions were made to the sample and 1 g of adsorbent was applied, raw water was obtained to have 90% and 60% removal in wastewater. In identifying the adsorption isotherm and the appropriate kinetic model, the calculation of the Langmuir and Freundlich isotherms was performed, along with the kinetics of the pseudo first order and pseudo second order under the optimal conditions previously established in the different water qualities. Freundlich isotherm (R-2-0.996) and pseudo-second-order kinetics (R-2-0.997) are the most consistent models, the choice is based on a statistical analysis of the error, in addition to the calculation of the coefficient of determination. It is concluded that the geopolymer studied is suitable for ammonium removal present in the different water classes, however, its efficiency depends on the concentration of ammonium, pH of the water and the dose of adsorbent to be supplied