Study of arsenic (V) removal of water by using agglomerated alumina

Abstract

ABSTRACT Arsenic is a toxic element for human health. It persists in the environment as a result of natural and anthropic contamination, generating nocive effects for consumers. Some of them can be cancer, cardiovascular disorders, hypotension, metabolic disease and peripheral neuropathy. Adsorption is considered to be one of the most effective technologies widely used in global environmental protection areas. The objective of this study was to generate a low cost agglomerated alumina adsorbent (A-1) for the effective removal of arsenic (V) from water and its comparison with a commercial agglomerated alumina (A-2). Both of them of 5 mm of diameter. The physicochemical properties of the adsorbents were characterized by various techniques, such as: XRF, zeta potential, XRD, adsorption-desorption of N2 and FE-SEM/EDS. Batch experiments were performed to evaluate the efficiency of removal of As (V) from water by A-1 and A-2. The point of zero charge of A-1 and A-2 was at pH 8.5 and 8.1, respectively. The experimental results in batches indicated that agglomerate A-1 has a higher adsorption capacity than A-2 (1.212 mg·g-1; 1.058 mg·g-1) in similar conditions, concentration of 15 mg·L-1 of As (V), temperature (20± 2 °C) and pH 7. The adsorption processes of As (V) in A-1 and A-2 followed the kinetics of Pseudo-first order kinetic and the Freundlich isotherm. The results showed that the agglomerate A-1 is an attractive adsorbent for the effective removal of As (V) from water. RESUMEN El arsénico es un elemento toxico para la salud humana. Persiste en el medio ambiente como resultado de la contaminación natural y antrópica, generando efectos nocivos para los consumidores. Algunos de ellos pueden se cáncer, trastornos cardiovasculares, hipertensión, enfermedad metabólica y neuropatía periférica. La adsorción se considera una de las tecnologías más eficaces ampliamente utilizadas en áreas de protección ambiental global. El objetivo de este estudio fue generar un adsorbente aglomerado de alúmina (A-1) de bajo costo para la eliminación efectiva de arsénico (V) del agua y su comparativo con una alúmina aglomerada comercial (A-2). Ambos de 5 mm de diámetro. Las propiedades de fisicoquímicas de los adsorbentes se caracterizaron mediante diversas técnicas, tales como: FRX, Potencial zeta, DRX, adsorción-desorción de N2 y FE-SEM/EDS. Se realizaron experimentos por lotes para evaluar la eficiencia de eliminación de As (V) en agua por A-1 y A-2. El punto de carga cero de A-1 y A-2 fue a pH 8.5 y 8.1, respectivamente. Los resultados experimentales en lotes indicaron que el aglomerado A-1 tiene una capacidad de adsorción mayor que A-2 (1.212 mg·g-1; 1.058 mg·g-1) en condiciones similares, concentración de 15 mg·L-1 of As (V), at 20 (±2) ºC y pH 7. El proceso de adsorción de As (V) en A-1 y A-2 siguió una cinética de seudoprimer orden y la isoterma de Freundlich. Los resultados demostraron que el aglomerado A-1 es un adsorbente atractivo para la eliminación efectiva de As (V) del agua.