Desarrollo de nanocatalizadores impregnados en carbón activado para la adsorción de compuestos presentes en los lixiviados

• Autores: Armín Alejandro May Marrufo
• Directores de la Tesis: Roger Méndez Novelo (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Yucatán ( México ) en 2017
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: redi.uady.mx
• Resumen
  • español

    Los componentes orgánicos contenidos en los lixiviados resultantes de la descomposición de residuos son difíciles de degradar. También contienen componentes inorgánicos, como compuestos de nitrógeno, fosfatos y cloruros, también Ca, Mg, K y metales pesados. El volumen del lixiviado y su composición varían dependiendo de la biogeoquímica del sitio los tipos de residuos depositados y la edad del relleno sanitario. Se presenta la aplicación de un proceso de adsortivo y oxidativo del Fe(II) como nanocatalizador impregnado en carbón activado lignítico (CAG) para un proceso Fenton Heterogéneo, este carbón funcionó como matriz sólida sin impregnar e impregnada con el Fe (II) para el tratamiento de un lixiviado proveniente de un relleno sanitario en la ciudad de Mérida, Yucatán, México. Se determinó la eficiencia del proceso Fenton Heterogéneo para la remoción de la DQO y el Color en los lixiviados crudos utilizando un carbón activado mesoporoso tratado con ácidos e impregnado con Fe (II). Se estudió el comportamiento del CAG tratado con HCl, HNO3 y mezcla de ambos ácidos, con lavados de H2O caliente, para su posterior impregnación con Fe (II) utilizando FeCl2.4H2O y FeSO4.7H2O, donde se seleccionó el carbón tratado con HCl y la sal FeSO4.7H2O, para su posterior estabilización, tratándose térmicamente y sin tratamiento térmico (liofilización). La estabilización mediante liofilización sin el tratamiento térmico fue fundamental ya que no hubo deterioro de la superficie del carbón tratado, ni alteración del Fe2+, lo que generó eficiencia para el proceso Fenton Heterogéneo. El HCl tuvo la ventaja de no oxidar previamente el Fe(II). Se realizaron pruebas de dosificación de H2O2 para seleccionar la mejor dosis y tener la concentración adecuada de radicales HO•. Se obtuvo con la selección del procedimiento indicado, arriba del 80% de rendimiento de remoción de la DQO y del Color del lixiviado crudo. Para tener un índice de confianza de las variables seleccionadas, (los ácidos y la impregnación), se efectuó un estudio estadístico mediante el software STATGRAPHICS CENTURION XVII. Finalmente cabe mencionar que el carbón lignítico mesoporoso utilizado fue adecuado para este tipo de proceso adsorción-oxidación y este método presentó la ventaja de no producir lodos como el Fenton tradicional.

  • English

    Organic components contained in leachates resulting from decomposition of waste are difficult to degrade. They also contain inorganic components, as nitrogen compounds, phosphates, and chlorides, also Ca, Mg, K, and heavy metals. Leachate volume and its composition vary depending on biogeochemistry of type site of deposited residues, and age of sanitary landfill. Is presented the application of an adsorptive and oxidative process of Fe (II) as a Nano catalyst impregnated with lignite activated carbon (GAC) for a Fenton Heterogeneous process, this coal was used as a solid matrix without impregnation and impregnated with Fe (II) for treatment of a leachate from a landfill in the city of Mérida, Yucatan, Mexico. In this study was determined the efficiency of Heterogeneous Fenton process for to remove Chemical Oxygen Demand (COD) and Color from crude leachates using mesoporous activated carbon, previously treated with HCl, HNO3, and a mixture of both acids and impregnated with Fe2+ on active carbon, for subsequent impregnation with Fe (II) using FeCl2.4H2O and FeSO4.7H2O, where the HCl treated coal and FeSO4.7H2O salt were selected for later stabilization, being treated thermally and without heat treatment (lyophilization). The stabilization by lyophilization without the heat treatment was fundamental since there was no deterioration carbon surface, nor alteration of Fe2+, which generated efficiency for the Fenton Heterogeneous process. For leachate treatment by Heterogeneous Fenton reaction, it was selected carbon pretreatment with HCl acid and impregnation with FeSO4.7H2O. Treatment with HCl presented the advantage of not prematurely oxidize to Fe(II). In order to select an optimal dose and achieve an adequate concentration of HO• radicals dosage tests was carried out H2O2. By selecting the indicated procedure, it was obtained more than 80% performance in removing COD and Color from crude leachate. The confidence level for the selected variables (acids and impregnation) was determined by a statistical analyzes using STATGRAPHICS CENTURION XVII software. Finally, mesoporous GAC used in this study was found to be adequate for this oxidation process, and this method presented the advantage of not producing sludge as in traditional Fenton reaction.