dor_id: 1502040

506.#.#.a: Público

650.#.4.x: Ingenierías

336.#.#.b: other

336.#.#.3: Registro de colección de proyectos

336.#.#.a: Registro de colección universitaria

351.#.#.b: Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT)

351.#.#.a: Colecciones Universitarias Digitales

harvesting_group: ColeccionesUniversitarias

270.1.#.p: Dirección General de Repositorios Universitarios. contacto@dgru.unam.mx

590.#.#.c: Otro

270.#.#.d: MX

270.1.#.d: México

590.#.#.b: Concentrador

883.#.#.u: https://datosabiertos.unam.mx/

883.#.#.a: Portal de Datos Abiertos UNAM, Colecciones Universitarias

590.#.#.a: Administración central

883.#.#.1: http://www.ccud.unam.mx/

883.#.#.q: Dirección General de Repositorios Universitarios

850.#.#.a: Universidad Nacional Autónoma de México

856.4.0.u: http://datosabiertos.unam.mx/DGAPA:PAPIIT:IT114511

100.1.#.a: Rosa María Ramírez Zamora

524.#.#.a: Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA). "Remoción de arsénico presente en agua en altas concentraciones mediante nanopartículas de óxidos de hierro soportados sobre carbón activado y luz solar", Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT). En "Portal de datos abiertos UNAM" (en línea), México, Universidad Nacional Autónoma de México.

720.#.#.a: Rosa María Ramírez Zamora

245.1.0.a: Remoción de arsénico presente en agua en altas concentraciones mediante nanopartículas de óxidos de hierro soportados sobre carbón activado y luz solar

502.#.#.c: Universidad Nacional Autónoma de México

561.1.#.a: Instituto de Ingeniería, UNAM

264.#.0.c: 2011

264.#.1.c: 2011

307.#.#.a: 2019-05-23 18:40:21.491

653.#.#.a: Ingeniería ambiental; Ingenierías

506.1.#.a: La titularidad de los derechos patrimoniales de este recurso digital pertenece a la Universidad Nacional Autónoma de México. Su uso se rige por una licencia Creative Commons BY 4.0 Internacional, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode.es, fecha de asignación de la licencia 2011, para un uso diferente consultar al responsable jurídico del repositorio por medio de contacto@dgru.unam.mx

041.#.7.h: spa

500.#.#.a: El objetivo de esta propuesta de estudio es desarrollar un sistema de laboratorio para la remoción de arsénico presente en altas concentraciones en agua combinando nano partículas de óxidos de hierro soportados sobre carbón activado y luz solar. Este sistema será comparado a uno ya evaluado (Morgada et al., 2009) compuesto por nano partículas de hierro cero valente y luz solar. Este tipo de sistemas es clasificado como emergente dentro del área de tratamiento de agua en América Latina, en particular para la remoción de arsénico y es uno de los procesos más recomendados para esta región del mundo (Bundschuh et al., 2010)._x000D_ _x000D_ Una innovación o contribución de este estudio es el método de producción de nano partículas de óxidos de hierro, el cual podría ser económico en la medida que se logren optimizar las condiciones, pero sobretodo es fácil de implementar a nivel industrial, respecto a otras técnicas reportadas como son: intercambio iónico, depósito por precipitación homogénea, proceso sol-gel y depósito por vapor químico. Otra innovación es el uso de nano partículas, en lugar de micro partículas, de hierro soportadas en carbón activado (lo que aumenta significativamente el área de adsorción) combinadas con luz solar (aumentaría la velocidad de adsorción de arsénico al oxidar el As (III) a As (V) y permitiría al mismo tiempo la desinfección del agua) para la remoción de arsénico y de bacterias en el agua. Es importante mencionar que no se identificó ningún estudio previo que combine estos materiales y luz solar, solamente hay un reporte pero con nano partículas de hierro cero valente y luz UV (Litter et al., 2009). En particular es un gran desafío y contribución desarrollar un sistema de tratamiento que permita reducir la concentración de arsénico con concentraciones tan altas como 6 mg/L al límite establecido para agua potable en México (25 µg/L), debido a que hasta el momento ninguno de los procesos reportados ha sido capaz de alcanzar tal eficiencia (99.6%) para esa concentración inicial. _x000D_ _x000D_ La presente propuesta de proyecto se divide principalmente en dos etapas o años: en el primer año realización de pruebas de cinéticas de adsorción en reactor discontinuo y en el segundo pruebas de adsorción en mini columnas de adsorción. En las pruebas de la primera etapa, por una parte, se optimizarán los valores de los parámetros de operación a evaluar para la remoción de arsénico en soluciones preparadas (tres variables del proceso de síntesis de nano partículas de óxidos de hierro (cantidad de hierro soportado en carbón activado, tiempo de impregnación, temperatura de calcinación) y cuatro variables del proceso de remoción de arsénico (concentración inicial de As, pH, temperatura y dosis de nano partículas de hierro cero valente o de óxidos de hierro)) mediante un diseño de experimentos y, por otra parte, para el mejor material sintetizado y con una concentración inicial de As de 6 mg/L se estudiará la competencia e influencia de otros iones presentes en el agua a tratar sobre la eficiencia del proceso, aplicando esos dos nano materiales. También se hará una prueba sin luz para estudiar el efecto de este parámetro sobre la eficiencia del proceso. En estas pruebas se utilizarán soluciones preparadas de arsénico (condiciones ideales) con los iones principales (presentes de manera individual) y, finalmente, se hará una prueba con un agua real contaminada con arsénico. En una segunda etapa, utilizando los dos nano materiales y los mejores valores (estimados con modelos matemáticos desarrollados con base en los resultados de las pruebas de adsorción en la primera etapa de pruebas) de pH, temperatura y dosis de nano materiales, se propone realizar pruebas con mini columnas empacadas con estos dos materiales y el agua residual de Los Humeros, para determinar utilizando ecuaciones de escalamiento las dimensiones (diámetro de columna y de partícula, altura del lecho de adsorción y de la columna, tiempo de contacto de lecho vacío (EBCT por sus siglas en inglés, Empty Bed Contact Time), tiempo de ruptura y saturación completa del lecho de escoria) para un sistema prototipo de adsorción de arsénico presente en agua residual de plantas geotérmicas, basado en escorias metalúrgicas, utilizando y la metodología denominada Rapid Small Scale Column Testing (RSSCT por sus siglas en inglés), que fue propuesta por Crittenden et al., (1986). Estos resultados permitirán estimar la factibilidad técnico-económica del proceso propuesto._x000D_ _x000D_ El trabajo experimental del primer año comprende las actividades que se enlistan a continuación:_x000D_ 1.- Revisión y análisis del estado del conocimiento científico-tecnológico sobre los procesos de remoción de arsénico presente en altas concentraciones en agua y de nano catalizadores de hierro (métodos de síntesis, caracterización y estudios de remoción de arsénico o contaminantes similares)._x000D_ 2.- Realización de un programa de muestreo y caracterización del agua residual proveniente de la planta geotérmica Los Humeros localizada en Perote para identificar y cuantificar el arsénico y otros iones de interés (competidores) en el estudio. _x000D_ 3.- Caracterización fisicoquímica de adsorbentes (espectrometría Mossbauer, microscopía electrónica de barrido-EDS, difracción de rayos X, mediciones de potencial zeta, etc.)._x000D_ 4.- Desarrollo del diseño experimental para la remoción de As en sistema discontinuo para cada adsorbente._x000D_ 5.- Realización de pruebas de remoción del arsénico en reactor discontinuo (nano partículas de hierro cero valente, carbón activado con y sin nano partículas de óxidos de hierro)._x000D_ 6.- Análisis estadístico de resultados._x000D_ 7.- Desarrollo de modelos matemáticos y estimación de las condiciones óptimas de remoción del arsénico por medio de los materiales utilizados._x000D_ 8.- Caracterización de los materiales después de tratamiento, bajo condiciones óptimas o que presentaron los mejores resultados en las pruebas de remoción del arsénico: determinación del mecanismo de remoción. _x000D_ 9.- Comparación de resultados obtenidos con las nano partículas evaluadas y luz solar._x000D_ 10.- Elaboración de conclusiones y recomendaciones._x000D_ 11.- Redacción y envío de artículo a revista internacional indexada._x000D_ 12.- Inicio de del trámite de registro de una patente._x000D_ _x000D_ Para el segundo año de este proyecto se realizarán pruebas de remoción, en reactores operados a régimen continuo o, lo que es lo mismo, mini columnas empacadas con los nanomateriales para poder determinar con mayor precisión la factibilidad técnico-económica del proceso evaluado. Finalmente, si el proceso es factible, junto con recursos del CONACYT se diseñará y construirá una columna piloto y se registrará al menos una patente (proceso de producción de nanopartículas o proceso de adsorción de arsénico presente en agua en alta concentración mediante nanopartículas de óxidos de hierro soportados en carbón activado)._x000D_ _x000D_

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264.#.1.b: Dirección General de Asuntos del Personal Académico

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No entro en nada

No entro en nada 2

Registro de colección universitaria

Remoción de arsénico presente en agua en altas concentraciones mediante nanopartículas de óxidos de hierro soportados sobre carbón activado y luz solar

Instituto de Ingeniería, UNAM, Portal de Datos Abiertos UNAM, Colecciones Universitarias

Licencia de uso

Procedencia del contenido

Entidad o dependencia
Instituto de Ingeniería, UNAM
Entidad o dependencia
Dirección General de Asuntos del Personal Académico
Acervo
Colecciones Universitarias Digitales
Repositorio
Portal de Datos Abiertos UNAM, Colecciones Universitarias
Contacto
Dirección General de Repositorios Universitarios. contacto@dgru.unam.mx

Cita

Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA). "Remoción de arsénico presente en agua en altas concentraciones mediante nanopartículas de óxidos de hierro soportados sobre carbón activado y luz solar", Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT). En "Portal de datos abiertos UNAM" (en línea), México, Universidad Nacional Autónoma de México.

Descripción del recurso

Título
Remoción de arsénico presente en agua en altas concentraciones mediante nanopartículas de óxidos de hierro soportados sobre carbón activado y luz solar
Colección
Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT)
Responsable
Rosa María Ramírez Zamora
Fecha
2011
Descripción
El objetivo de esta propuesta de estudio es desarrollar un sistema de laboratorio para la remoción de arsénico presente en altas concentraciones en agua combinando nano partículas de óxidos de hierro soportados sobre carbón activado y luz solar. Este sistema será comparado a uno ya evaluado (Morgada et al., 2009) compuesto por nano partículas de hierro cero valente y luz solar. Este tipo de sistemas es clasificado como emergente dentro del área de tratamiento de agua en América Latina, en particular para la remoción de arsénico y es uno de los procesos más recomendados para esta región del mundo (Bundschuh et al., 2010)._x000D_ _x000D_ Una innovación o contribución de este estudio es el método de producción de nano partículas de óxidos de hierro, el cual podría ser económico en la medida que se logren optimizar las condiciones, pero sobretodo es fácil de implementar a nivel industrial, respecto a otras técnicas reportadas como son: intercambio iónico, depósito por precipitación homogénea, proceso sol-gel y depósito por vapor químico. Otra innovación es el uso de nano partículas, en lugar de micro partículas, de hierro soportadas en carbón activado (lo que aumenta significativamente el área de adsorción) combinadas con luz solar (aumentaría la velocidad de adsorción de arsénico al oxidar el As (III) a As (V) y permitiría al mismo tiempo la desinfección del agua) para la remoción de arsénico y de bacterias en el agua. Es importante mencionar que no se identificó ningún estudio previo que combine estos materiales y luz solar, solamente hay un reporte pero con nano partículas de hierro cero valente y luz UV (Litter et al., 2009). En particular es un gran desafío y contribución desarrollar un sistema de tratamiento que permita reducir la concentración de arsénico con concentraciones tan altas como 6 mg/L al límite establecido para agua potable en México (25 µg/L), debido a que hasta el momento ninguno de los procesos reportados ha sido capaz de alcanzar tal eficiencia (99.6%) para esa concentración inicial. _x000D_ _x000D_ La presente propuesta de proyecto se divide principalmente en dos etapas o años: en el primer año realización de pruebas de cinéticas de adsorción en reactor discontinuo y en el segundo pruebas de adsorción en mini columnas de adsorción. En las pruebas de la primera etapa, por una parte, se optimizarán los valores de los parámetros de operación a evaluar para la remoción de arsénico en soluciones preparadas (tres variables del proceso de síntesis de nano partículas de óxidos de hierro (cantidad de hierro soportado en carbón activado, tiempo de impregnación, temperatura de calcinación) y cuatro variables del proceso de remoción de arsénico (concentración inicial de As, pH, temperatura y dosis de nano partículas de hierro cero valente o de óxidos de hierro)) mediante un diseño de experimentos y, por otra parte, para el mejor material sintetizado y con una concentración inicial de As de 6 mg/L se estudiará la competencia e influencia de otros iones presentes en el agua a tratar sobre la eficiencia del proceso, aplicando esos dos nano materiales. También se hará una prueba sin luz para estudiar el efecto de este parámetro sobre la eficiencia del proceso. En estas pruebas se utilizarán soluciones preparadas de arsénico (condiciones ideales) con los iones principales (presentes de manera individual) y, finalmente, se hará una prueba con un agua real contaminada con arsénico. En una segunda etapa, utilizando los dos nano materiales y los mejores valores (estimados con modelos matemáticos desarrollados con base en los resultados de las pruebas de adsorción en la primera etapa de pruebas) de pH, temperatura y dosis de nano materiales, se propone realizar pruebas con mini columnas empacadas con estos dos materiales y el agua residual de Los Humeros, para determinar utilizando ecuaciones de escalamiento las dimensiones (diámetro de columna y de partícula, altura del lecho de adsorción y de la columna, tiempo de contacto de lecho vacío (EBCT por sus siglas en inglés, Empty Bed Contact Time), tiempo de ruptura y saturación completa del lecho de escoria) para un sistema prototipo de adsorción de arsénico presente en agua residual de plantas geotérmicas, basado en escorias metalúrgicas, utilizando y la metodología denominada Rapid Small Scale Column Testing (RSSCT por sus siglas en inglés), que fue propuesta por Crittenden et al., (1986). Estos resultados permitirán estimar la factibilidad técnico-económica del proceso propuesto._x000D_ _x000D_ El trabajo experimental del primer año comprende las actividades que se enlistan a continuación:_x000D_ 1.- Revisión y análisis del estado del conocimiento científico-tecnológico sobre los procesos de remoción de arsénico presente en altas concentraciones en agua y de nano catalizadores de hierro (métodos de síntesis, caracterización y estudios de remoción de arsénico o contaminantes similares)._x000D_ 2.- Realización de un programa de muestreo y caracterización del agua residual proveniente de la planta geotérmica Los Humeros localizada en Perote para identificar y cuantificar el arsénico y otros iones de interés (competidores) en el estudio. _x000D_ 3.- Caracterización fisicoquímica de adsorbentes (espectrometría Mossbauer, microscopía electrónica de barrido-EDS, difracción de rayos X, mediciones de potencial zeta, etc.)._x000D_ 4.- Desarrollo del diseño experimental para la remoción de As en sistema discontinuo para cada adsorbente._x000D_ 5.- Realización de pruebas de remoción del arsénico en reactor discontinuo (nano partículas de hierro cero valente, carbón activado con y sin nano partículas de óxidos de hierro)._x000D_ 6.- Análisis estadístico de resultados._x000D_ 7.- Desarrollo de modelos matemáticos y estimación de las condiciones óptimas de remoción del arsénico por medio de los materiales utilizados._x000D_ 8.- Caracterización de los materiales después de tratamiento, bajo condiciones óptimas o que presentaron los mejores resultados en las pruebas de remoción del arsénico: determinación del mecanismo de remoción. _x000D_ 9.- Comparación de resultados obtenidos con las nano partículas evaluadas y luz solar._x000D_ 10.- Elaboración de conclusiones y recomendaciones._x000D_ 11.- Redacción y envío de artículo a revista internacional indexada._x000D_ 12.- Inicio de del trámite de registro de una patente._x000D_ _x000D_ Para el segundo año de este proyecto se realizarán pruebas de remoción, en reactores operados a régimen continuo o, lo que es lo mismo, mini columnas empacadas con los nanomateriales para poder determinar con mayor precisión la factibilidad técnico-económica del proceso evaluado. Finalmente, si el proceso es factible, junto con recursos del CONACYT se diseñará y construirá una columna piloto y se registrará al menos una patente (proceso de producción de nanopartículas o proceso de adsorción de arsénico presente en agua en alta concentración mediante nanopartículas de óxidos de hierro soportados en carbón activado)._x000D_ _x000D_
Tema
Ingeniería ambiental; Ingenierías
Identificador global
http://datosabiertos.unam.mx/DGAPA:PAPIIT:IT114511

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