Desarrollo de un material adsorbente de bajo costo para la remoción y recuperación de fósforo en aguas

Detalles del proyecto

Descripción

El fósforo (p) es un elemento no renovable y esencial para todos los organismos vivos. éste hace parte de un gran número de compuestos importantes para la vida y es el principal constituyente de los fertilizantes usados en la agricultura. la principal fuente de fósforo y materia prima en la industria de producción de fertilizantes es la roca fosfórica, de la cual, según diversas fuentes solo habrá reservas disponibles para los próximos 100 años. el decrecimiento en la cantidad y calidad de la roca fosfórica, genera la necesidad de buscar nuevas fuentes y desarrollar métodos sostenibles para el reciclaje, recuperación y conservación de este vital elemento. debido a que
una gran proporción del fósforo presente en los alimentos termina en los residuos urbanos, el efluente de plantas de tratamiento de aguas residuales se convierte en fuente promisoria para su reciclaje y recuperación. el alto contenido de fósforo en los efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales, genera el deterioro del medio ambiente acuático y es el principal responsable de la eutrofización de ríos y lagos.
los métodos de adsorción para la remoción y recuperación de fósforo han demostrado ser atractivos debido a la simplicidad de operación. sin embargo, los principales inconvenientes a la hora de usar este método de eliminación son: altos costos en el material adsorbente y baja selectividad del adsorbente hacia fósforo debido a la presencia de iones, tales como: cloruro, nitrato, bicarbonato y sulfato, los cuales compiten en el proceso de adsorción con el fosfato disminuyendo la eficiencia en la eliminación y recuperación del fósforo.
con la propuesta de este proyecto, se pretende desarrollar un material adsorbente de bajo costo (basado en biochar), producido a partir del residuo generado en procesos termoquímicos de biomasa de la región, ambientalmente amigable y selectivo hacia fosfato en su proceso de remoción desde aguas residuales, así como diseñar y fabricar una planta piloto a escala de laboratorio que permita producir el materiar absorbente de bajo costo. al mismo tiempo se plantea la posibilidad de reciclar el fósforo recuperado, ya sea mediante la desorción del fósforo removido y la posterior transformación a un producto de ato valor agregado, como por ejemplo, un fertilizante, o mediante el uso directo del adsorbente como fertilizante. de manera paralela se usará la herramienta de química computacional para diseñar el adsorbente, evaluar y caracterizar
el proceso de adsorción

Objetivo

Desarrollar un material adsorbente de bajo costo para la remoción y recuperación de fósforo en aguas objetivos específicos determinar los parámetros adecuados para la obtención del biochar a partir de la pirólisis de diferentes tipos de biomasa para luego usarlo como adsorbente caracterizar físico-químicamente los diferentes tipos de biocha obtenidos a partir de diferentes biomasas evaluar la adsorción selectiva de fosfato en el biochar desde efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales o sistemas acuáticos contaminados con este anión. evaluar el efecto de modificar la superficie del biochar en la adsorción selectiva de fosfato caracterizar los diferentes modos de adsorción del fosfato sobre el biochar usando diferentes técnicas de análisis
evaluar el proceso de desorción de fosfato desde el material adsorbente y su posterior
transformación a un producto de alto valor agregado fabricar una planta piloto a escala de laboratorio que permita obtener el material adsorbente con las condiciones optimizadas en los objetivos anteriores. proponer un mecanismo de adsorción del fosfato sobre el biochar por modelación molecular. caracterizar por modelación molecular las diferentes interacciones presentes en los diferentes modos de adsorción del fosfato sobre el biochar examinar la favorabilidad termodinámica de la formación de los diferentes complejos superficiales del fosfato durante la adsorción en el biochar
EstadoActivo
Fecha de inicio / finalización efectiva30/11/1830/11/21