Valorización de residuos sólidos de lodos de purín mediante la obtención de carbón activo

Abstract

[ES] En este trabajo se estudió la síntesis de carbón activado como valorización de residuos de lodos de purín. El primer paso consistió en la activación física de las muestras (deshidratadas parcialmente) mediante calcinación de las mismas en un horno mufla a diferentes temperaturas bajo una atmósfera inerte de N2 a 293K. Posteriormente, utilizando disoluciones de NaOH y KOH 10 M se realizó la activación química en el que, tras un tiempo de activación variable, se realizó una segunda calcinación de mayor potencia con una duración de 1 hora hasta alcanzar 1000 ºC. Los carbones activados obtenidos fueron deshidratados posteriormente con HCl 5M como agente deshidratante y mediante el empleo de disoluciones de colorante reactive black, se evaluaron las capacidades adsorbentes del carbón sintetizado, recurriendo a las isotermas de Freundlich para la obtención de los parámetros de adsorción y su posterior comparación con el carbón comercial ChiemiVall BM-8. De los experimentos realizados a lo largo de la investigación en los cuales se modificaron diversos parámetros del proceso de obtención, se logró alcanzar una reducción de la concentración de colorante del 15% con un área superficial de 25 m2 /g. De acuerdo con los resultados obtenidos, se puede concluir que es posible sintetizar carbón activo a partir de lodos de purín, reduciéndose de esta forma el impacto ambiental de dichos lodos y evitando la contaminación de acuíferos y aguas subterráneas (entre otros), tal y como demuestra el buen ajuste de los datos experimentales a las isotermas de Freundlich.

[CA] En aquest treball s’ha estudiat la síntesi de carbó activat com valorització de residus de fangs de purí. El primer pas consisteix en l’activació física de les mostres (deshidratades parcialment) mitjançant calcinació de les mateixes en un forn mufla a diferents temperatures baix una atmòsfera inert de N2 a 293K. Posteriorment, utilitzant disolucions de NaOH y KOH 10M es va realitzar l’activació química que, tras un temps d’activació variable, es va realitzar una segona calcinació de major potència amb una duració d’una hora fins arribar als 1000ºC. Els carbons activats obtinguts van ser deshidratats posteriorment amb HCl 5M com a agent deshidratant i per mitjà de l’utilització de disolucions de colorant reactive black, es va evaluar les capacitats adsorbents del carbó sintetitzat, recorregent a les isotermes de Freundlich per a l’obtenció dels paràmetres d’adsorció i la posterior comparació amb el carbó comercial ChiemiVall BM-8. Dels experiments realitzats al llarg de la investigació en el cuals es va modificar diversos paràmetres del procés d’obtenció, es va aconseguir una reducció de la concentració de colorant del 15% amb un àrea superficial de 25 m2 /g. D’acord amb els resultats obtinguts, es va poder concloure que es possible sintetitzar carbó activat a partir de fangs de purí, reduint d’aquesta forma l’impacte ambiental d’aquests fangs i evitant la contaminació d’aquífers i aigües subterrànies (entre altres), tal i com demostra el bon ajust de les dades experimentals a les isotermes de Freundlich.

[EN] In this work, synthesis of activated carbon was studied as valuation of tankage sludge’s residues. The first step was samples physical activation (these samples were partially dehydrated) using a calcining process in an oven with different temperatures in a 293K nitrogen inert atmosphere. Then, the chemical activation process was made with NaOH and KOH 10 M solutions and after a variable activation time; a second calcination was carried out for 1 hour until the oven’s temperature reached 1000 ºC. Achieved activated carbon were dehydrated with HCl 5M as dehydrating agent and colorant reactive black solutions were used to evaluate the adsorption capacity of produced carbon. With Freundlich isotherms, it could be possible to obtain the adsorption values and to compare it with the commercial carbon ChiemiVall BM-8. In this research, some parameters were changed in the different experiments, where it could be possible to reach a reduction in colorant concentration around 15% with a surface area value of 25 m 2 /g. As a conclusion, it is possible to obtain activated carbon using tankage sludge as raw material, reducing the sludge’s environmental impact and avoiding aquifer and underground water contamination, as it is demonstrated by the good adjust of the experimental figures to the Freundlich’s isotherms.