Adsorbente Sustentable para la Remoción de amonio en Aguas Residuales Agrícolas

Abstract

El crecimiento de las actividades agropecuarias para satisfacer la demanda alimenticia mundial ha generado un impacto significativo en los recursos hídricos, produciendo efluentes con altas concentraciones de contaminantes como el amonio (NH4+), el cual promueve la eutrofización y representa riesgos para los ecosistemas acuáticos y la salud humana. Esta investigación tuvo como objetivo desarrollar y evaluar bioadsorbentes derivados de residuos de hojas y racimos de palma datilera para la remoción de amonio en aguas residuales agropecuarias. Los resultados demostraron que el bioadsorbente CA-HP, obtenido mediante pirólisis y activación química, presentó un destacado desempeño en la remoción de amonio. El análisis cinético mostró un excelente ajuste al modelo de pseudo-segundo orden (R2 = 0.9981), mientras que los estudios de equilibrio revelaron un mejor ajuste a la isoterma de Freundlich (R2 = 0.9928), indicando un mecanismo de adsorción multicapa en una superficie heterogénea. Bajo condiciones óptimas (pH 9, 5 h de contacto, 40 °C y 1 g de bioadsorbente) partiendo de una concentración de 25 mg/L de amonio, el bioadsorbente CA-HP alcanzó una eficiencia de 86% en aguas residuales reales. En cuanto a los ensayos de adsorción en columna de lecho fijo, el adsorbente CA-HP mostró un excelente ajuste al modelo de Yoon-Nelson (R2 = 0.9442). Utilizando solo 6 g de material en la columna, se determinó un tiempo de ruptura (τ) al 50% de 83.27 min y una constante cinética (kYN) de 0.0483 min-1 para una concentración inicial de amonio de 25 mg/L. La adsorción en sistema continuo tuvo una eficiencia global de 63.45% y una capacidad en equilibrio de 1.91 mg/g, valor que resulta prometedor dado las ventajas económicas y ambientales. Estos resultados posicionan al CA-HP como una alternativa sostenible y escalable para el tratamiento de efluentes con concentraciones bajas y medias de amonio. Palabras clave: amonio, bioadsorbente, carbón activado, palma datilera, aguas residuales.