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

Abstract

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.