Dimensionamiento adsorsion

DIMENSIONAMIENTO DE UN ADSORBEDOR – SANEAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA PLANTA DE PAPEL. |

Fuentes Santos Gina, Hincapié Álvarez Juan Felipe, Manrique Waldo Raiza Johanna, Restrepo Montoya Ana Cristina. |

Equilibrio en sistemas reactivos y fenómenos de superficie.Escuela de Procesos y energía- Facultad de Minasgpfuentess@unal.edu.com, jufhincapieal@unal.edu.co, acrestrepom@unal.edu.co,rjmanriquew@unal.edu.co |
Resumen: Se presenta el análisis termodinámico y cinético para la adsorción de 4-clorofenol presente en aguas residuales de procesos de fabricación de papel; usando como adsorbente resina (o amberlita XAD-4) |

1. INTRODUCCION.
Los compuestos fenólicos son contaminantes de gran preocupación por su alta toxicidad, incluso en concentraciones muy bajas, tieneefectos negativos en procesos biológicos y es considerado contaminante prioritario desde que se descubrió sus efectos cancerígenos. Muchos de estos compuestos son reconocidos como contaminantes orgánicos en sistemas ambientales. Los fenoles se producen en aguas residuales de un gran número de industrias tales como las refinerías de aceites, sitios de gasificación del carbón, equipos petroquímicos,industrias papeleras, textiles, cauchos y algunas industrias farmacéuticas.
Así la eliminación del fenol de muchas corrientes es necesaria para descargar los desechos al ambiente. Para esta eliminación se procede efectivamente con un proceso de adsorción.
Una gran variedad de adsorbentes son usados para remover el fenol de una simple solución acuosa que incluye carbón activado, resinaspoliméricas, bentonita y perlita, zeolitas activadas, entre muchas otras. Aunque el carbón activado es el más común para tratar aguas residuales debido a su gran área superficial y la afinidad con muchos químicos orgánicos, sin embargo es costoso regenerar al carbón activado; el proceso es energéticamente intensivo y tiene una alta tasa de desgaste.
En los últimos años, se ha tenido un creciente interés endesarrollar varios adsorbentes para remover fenoles y otras sustancias orgánicas específicas del agua. Adsorbentes poliméricos han estado considerándose cada vez más, como una alternativa al carbón activado para remover sustancias orgánicas específicas, debido a sus grandes variaciones en funcionalidad, área superficial y porosidad.

ADSORBENTE.
El adsorbente empleado para el proceso deadsorción del 4-clorofenol en solución acuosa, es la amberlita XAD-4, una resina poliaromática hidrofóbica no ionica. Las propiedades físicas se encuentran recopiladas en la Tabla 1. La resina amberlita XAD-4 ha sido referida como el mejor adsorbente polimerico para eliminar fenol de corrientes acuosas contaminadas. Por otro lado, tiene una superficie extremadamente hidrofobica que resulta en un contactoinsignificante con la solución acuosa, y por tanto algunos solventes activantes como el metanol, acetona o acetonitrilo, debe ser utilizados para mejorar el contacto superficial con la solución acuosa.
TABLA 1 “propiedades de la resina”
PROPIEDAD | AMBERLITA XAD-4 |
Descripción general | Resina macroreticular no ionica |
Nombre | Estireno - divinilbenceno |
Volumen del poro | 0.98mL/g|
Diámetro promedio | 40Å |
Tamaño medio del poro | 40Å |
Área superficial | 725m2/g |
Densidad | 1.02g/mL(true wet)1.08g/mL(skeletal) |

TABLA 2. “propiedades
PROPIEDAD | 4-CLOROFENOL |
Formula | ClC6H4OH |
Densidad (318K) | 1.26g/cm3 |
Peso molecular | 128.56g/mol |
Solubilidad en agua | 27g/L |
Área superficial | 3.26x10-19 |
PKb | 9.41 |

Isoterma de adsorción:
Laisoterma de adsorción describe la relación entre la cantidad de adsorbato que es adsorbido en el adsorbente y la concentración de adsorbato disuelto en el líquido cuando se alcanza el equilibrio.
Muchos modelos han sido publicados [1] para tratar de describir los datos experimentales obtenidos para el sistema de absorción de 4-Clorofenol en la resina 4-XDA, ente los que se encuentran el...