Resumen Se evaluó la capacidad del marlo de maíz (Zea mays) para remover hierro contenido en drenajes ácidos de mina (DAM) de carbón, en reactores de lecho empacado, a escala laboratorio. Los ensayos tuvieron una fase de filtrado de efluente, a través del lecho, a un caudal de 5 mLxmin-1 y un lavado de columna, con agua destilada, a fin de remover lo débilmente retenido por la biomasa. Las variables evaluadas fueron: (i) modificación del marlo con hidróxido de sodio (NaOH) o ácido cítrico (C6H8O7) y (ii) concentración de hierro en el DAM de 500 ppm, 1,000 ppm y 2,000 ppm. Simultáneamente, se hicieron ensayos, bajo las mismas condiciones, pero, con lavados de agua destilada al marlo, cada 400 mL de DAM filtrado, con el fin de evitar la saturación del sistema. El efluente tratado se monitoreó cada 80 min, mediante mediciones de pH y hierro (espectroscopia de absorción atómica). Las biomasas se caracterizaron fisicoquímicamente, al iniciar y al finalizar el proceso, mediante espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR). En general, el pH del DAM jugó un papel muy importante en la capacidad de remoción del metal, en especial, cuando se utilizó concentraciones de Fe de 500 ppm, puesto que los protones de esta solución tienen una mayor competencia por los sitios activos de adsorción del lecho empacado, reduciendo así el área de superficie efectiva disponible. Lo anterior no ocurrió cuando se utilizó marlo modificado con NaOH y concentraciones de hierro superiores a 1,000 ppm, debido al incremento de colisiones entre el hierro y el lecho empacado de marlo de maíz, que mitigaría el efecto del pH. Los ensayos con lavados esporádicos durante el filtrado del DAM permitieron confirmar que la prolongación del tiempo de reúso de la biomasa, sólo es posible si se reduce dicho efecto. Esta investigación de remoción de hierro contenido en DAM con marlo de maíz, podría ser una alternativa para aportar parámetros de tratamiento de remediación de efluentes de una manera sencilla y económica que tal vez funcione en posteriores investigaciones que incluyan pretratamientos en donde empleen sistemas de remediación pasivos a nivel piloto o planta, contribuyendo así finamente con la disminución del impacto negativo de lixiviados contaminantes.
Abstract The ability of corncob (Zea mays) to remove iron contained in acidic mine drains (AMD) from coal in laboratory-scale packed bed reactors was evaluated. The tests had an effluent filtering phase, through the bed, at a flow rate of 5 mLxmin-1 and a column wash, with distilled water, in order to remove weakly adsorbed material. The variables evaluated were: (i) modification of the corncob with sodium hydroxide (NaOH) or citric acid (C6H8O7) and (ii) iron concentration in the AMD of 500 ppm, 1,000 ppm and 2,000 ppm. At the same time, trials were performed at the same conditions, but, with washes of distilled water to the corncob, each 400 mL of filtered AMD, in order to avoid saturation of the system. The treated effluent was monitored every 80 min through pH and iron measurements (atomic absorption spectroscopy). The biomasses were physicochemically characterized at the beginning and at the end of the process using FTIR. Overall, the pH of AMD played an key role in the metal removal capacity, mainly when iron concentrations of 500 Fe ppm were used, since the protons of this solution have a greater competition for the active adsorption sites in the packed bed, thus reducing the available effective surface area. The previous did not occur when using modified corncob with NaOH and iron concentrations higher than 1,000 ppm, due to the increased collisions between iron and the packed bed of corncob, which would mitigate the effect of pH. The tests with sporadic washes during the AMD filtering confirmed that the prolongation of the biomass reuse time is only possible if this effect is reduced. This work that pointed to the removal of iron contained in AMD with chemically modified corncob, could be an alternative to provide parameters of effluent remediation treatment in a simple and economical way that may be coupled to other passive remediation systems at greater scale, thus contributing to the reduction of the negative impact of contaminating leachates.
