Este documento resume un estudio sobre la eliminación de cromo hexavalente (CrVI) de aguas residuales utilizando carbón de cascara de coco (CSC) y carbón activado comercial (CAC) modificados. El estudio se llevó a cabo en Tailandia, donde las plantas electroplateadoras desechan alrededor de 1000 m3 de agua contaminada con CrVI diariamente. Se comparó la efectividad del CSC y CAC en la eliminación de CrVI al variar la dosis, pH, agitación y tiempo de contacto. A

1. UNIVERSIDAD DE SONORA
Operaciones Unitarias II
Eliminación de Cr(VI) de aguas residuales
utilizando carbón a base de cascara de coco y
carbón activado comercial modificados con
agentes oxidantes y/o quitosano.
Adolfo de Jesús Rubio Ochoa
29/Octubre/2014

2. Eliminación de Cr(VI) de aguas residuales utilizando carbón a
base de cascara de coco y carbón activado comercial
modificados con agentes oxidantes y/o quitosano.
• Autores :
• Sandhya Babel (Indú)
• Tonni Agustiono Kurniawan (Tailandés)
• Revista:
• Chemosfere vol. 54 (2004) pags. 951-967
• Programa de tecnología ambiental, Sirindhorn
International Institute of Technology (SIIT), Universidad
Thammasat, Thammasat Rangsit, Tailandia.

3. Índice
• Conceptos generales
• Introducción
• Materiales y métodos
• Resultados y discusiones
• Conclusiones

4. Conceptos Generales

5. Cromo
¿Por qué eliminarlo?
• El cromo es un metal de los mas altos en la lista
de contaminantes tóxicos según la US EPA
(Agencia de protección ambiental
estadounidense), encontrándose principalmente
en 2 maneras en aguas residuales.

6. Tipos de cromo en aguas
residuales
• Cr(III) (cromo trivalente).
• Esta es la forma mas estable del cromo disuelto,
utilizado ampliamente en la industria desde
textil hasta en fotografía.

7. Tipos de cromo en aguas
residuales
• Cr(VI) (cromo hexavalente).
• Esta es la forma mas inestable del cromo,
ganándose su lugar entre los principales tóxicos
ya que puede fácilmente deformar células siendo
causante de cáncer, vómitos y hemorragias
internas.
• Su mayor daño es por inhalación aunque
también por ingestión es muy peligroso.

8. País de estudio
Tailandia.
• Es un país localizado en el sur de Asia, con cerca
de 67 millones de personas.
• Siendo parte de los países tropicales cuenta con
la producción principal de frutos como el
plátano, mango, el coco y flores como orquídeas

9. Introducción

10. Introducción
• Actualmente se encuentran mas de 2 mil plantas
electro-plateadoras (baño de plata) en Bangkok,
Tailandia.
• Alrededor de 1000 m3 de agua residual
contaminada con Cr(III) y Cr(VI) son desechados
por estas industrias día con día.
• Esta agua rebasa la norma internacional
(0.1mg/lt) en casi 3 veces (0.25mg/lt).

11. Introducción
Los métodos mas comunes utilizados para la separación de
este metal son:
• Precipitación electro-química
• Intercambio iónico
• Ultrafiltración
• Osmosis inversa
Todos ellos generando un alto costo tratándose de solo
mantener un residuo.

12. Introducción
• La Adsorción utilizando carbón activado
comercial (CAC) parece ser una alternativa
costeable, ya que una pequeña cantidad puede
adsorber una gran cantidad de Cr(VI).
• Aun así se buscara una manera mas económica
de lidiar con este problema.

13. Introducción
• Aprovechando el gran desecho de cascara de
coco en el país, se estudiará el uso del carbón de
cascara de coco (CSC) como fuente adsorbente
relativamente a menor costo que el carbón
activado comercial (CAC).
• Para ayudar al CSC se le tratará con agentes
oxidantes (Ác. Nítrico y Ác. Sulfúrico) así como
quitosano para obtener una mayor área de
adsorción, de igual manera será con el CAC.

14. Materiales y Métodos

15. Materiales
• Los materiales utilizados en esta investigación fueron carbón
activado comercial (CAC) y carbón de cáscara de coco (CSC)
Propiedades físicas de ambos materiales CSC y CAC

16. Métodos
• Oxidación con ácido sulfúrico.
• Lavados, se trataron con H2SO4 al 2% (v/v) por
24 horas.
• Oxidación con ácido nítrico
• Lavados, se trataron con NO3 al 65% (w/v) por
3hrs.
• Recubrimiento con quitosano
• Inmersos en un gel hecho de ác. acético a 150
rpm por 24 horas.

17. Métodos
• Isotermas de Langmuir y Freundlich
• Mediante estas isotermas se basaron las
correlaciones y estimaciones.
• Cr(VI) análisis
• El análisis fue realizado por colorimetría.
• Experimentos de tipo Batch
• Todos los experimentos en este artículo fueron
realizados en tanques individuales de tipo
Batch.

18. Resultados y Discusiones

19. Resultados
Los principales parámetros a monitorear del CSC y
CAC en esta investigación fueron:
• Efecto de la dosis.
• Efecto del pH.
• Efecto de la agitación.
• Efecto del tiempo de contacto.

20. Efecto de la dosis (CSC)
• Efecto de la dosis para todos tipos de CSC
Eficiencia de eliminación (%)
Dosis de CSC (g/lt)
CSC bruto
CSC tratado con H2SO4
CSC tratado con NO3
CSC tratado con quitosano y
H2SO4
CSC tratado con quitosano

21. Efecto de la dosis (CAC)
• Efecto de la dosis para todos tipos de CAC
Eficiencia de eliminación (%)
Dosis de CAC (g/lt)
CAC bruto
CSC tratado con H2SO4
CSC tratado con NO3

22. Efecto del pH (CSC)
• Efecto del pH en las soluciones de Cr(VI)
Eficiencia de eliminación (%)
pH en la solución de Cromo
CSC bruto
CSC tratado con H2SO4
CSC tratado con NO3
CSC tratado con quitosano y
H2SO4
CSC tratado con quitosano

23. Efecto del pH (CAC)
• Efecto del pH en la solución de Cromo
Eficiencia de eliminación (%)
pH en la solución de Cromo
CAC bruto
CSC tratado con H2SO4
CSC tratado con NO3

24. Efecto de la velocidad de agitación
(CSC)
• Efecto de la velocidad de agitación.
Eficiencia de eliminación (%)
Velocidad de agitación (rpm)
CSC bruto
CSC tratado con H2SO4
CSC tratado con NO3
CSC tratado con quitosano y
H2SO4
CSC tratado con quitosano

25. Efecto de la velocidad de agitación
(CAC)
• Efecto de la velocidad de agitación.
Velocidad de agitación (rpm)
Eficiencia de eliminación (%)
CAC bruto
CSC tratado con H2SO4
CSC tratado con NO3

26. Efecto del tiempo de contacto
(CSC)
• Dependencia de la adsorción de Cr con el tiempo de
contacto.
Eficiencia de eliminación (%)
Tiempo de contacto (min)
CSC bruto
CSC tratado con H2SO4
CSC tratado con NO3
CSC tratado con quitosano y
H2SO4
CSC tratado con quitosano

27. Efecto del tiempo de contacto
(CAC)
• Eficiencia de la adsorción de Cr con el tiempo de
contacto.
Tiempo de contacto (min)
Eficiencia de eliminación (%)
CAC bruto
CSC tratado con H2SO4
CSC tratado con NO3

28. $ vs. g de Cr
Carbón Activado Comercial
(CAC)
• 1.57 푈푆퐷
푘푔 퐶퐴퐶
• 15.47 푚푔 퐶푟
푔 퐶퐴퐶
• 15.47 푔 퐶푟
푘푔 퐶퐴퐶
Carbón de cascara de coco
(CSC)
• 0.34 푈푆퐷
푘푔
• 10.88 푚푔 퐶푟
푔 퐶푆퐶
• 10.88 푔 퐶푟
퐾푔 퐶푆퐶
$퐶퐴퐶
$퐶푆퐶
=
1.57
0.34
= 4.61
푔 퐶푟 (퐶퐴퐶)
푔 퐶푟 (퐶푆퐶)
=
15.47
10.88
= 1.42

29. Cr (VI) residual por día
• 1000 m3
• 1,000,000 lts.
1,000,000 푙푡푠
푑푖푎
=
0.25 푚푔 퐶푟
1 푙푡
=
1 푔 퐶푟
1000 푚푔 퐶푟
=
250 푔 퐶푟
1 푑í푎

30. Conclusiones

31. Conclusiones
• El uso del CSC para remover Cr(VI) parece ser
factible, ambientalmente amigable y atractivo
económicamente para el tratamiento de aguas
residuales.
• El uso de este adsorbente puede disminuir la
concentración del metal por debajo de la norma

32. Conclusiones
• A pesar de ser el (CAC) mas eficiente a la hora de
eliminar Cr(VI) de los efluentes de agua, es
mucho mas costoso que el otro adsorbente
estudiado (CSC).
• La modificación de las superficies de los
adsorbentes con el quitosano y/o agentes
fuertemente oxidantes, incrementaron
significativamente su capacidad de adsorción.

33. Espacio para dudas.

34. ¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!