Preliminary study of the process of nitrate removal optimization from aqueous solutions using Taguchi method

Abstract

One of the most common pollutants in the water is nitrate. High nitrate concentration in water can cause methemoglobinemia in children, and also the formation of carcinogenic nitrosamines. The aim of this study was to optimize the process of nitrate removal from aqueous solutions using the Taguchi method. In this study, the effect of five parameters including adsorbent type, adsorbent amount, contact time, pH and initial concentration of nitrate on nitrate removal efficiency were investigated. The adsorbents used include crushed leaves of palm trees, crushed wheat straw and beech tree wood chips. The range of adsorbents amount used was 1 to 50 g, pH was 5 to 12, the contact time was 1 to 8 hours, and the initial nitrate concentration was 1 to 50 mg/L. The results showed that maximum removal of nitrate was happened with 20 mg/L of initial nitrate concentration at pH = 7, adsorbent mass 30 g and contact time 6 hours. Also, the results showed that nitrate removal efficiency increased with increasing adsorbent mass, initial concentration of nitrate, acidity and contact time to the optimum level, and then decreasing. Also, from the studied adsorbents, crushed leaves of the palm tree have a higher nitrate removal efficiency than other adsorbents

Uno de los contaminantes más comunes en el agua es el nitrato. La alta concentración de éste puede causar metahemoglobinemia en los niños y también la formación de nitrosaminas cancerígenas. El objetivo de este estudio fue optimizar el proceso de eliminación de nitratos de soluciones acuosas utilizando el método de Taguchi. En tal sentido, se investigó el efecto que sobre la eliminación o remoción de nitrato tienen cinco parámetros que incluyen: el tipo de adsorbente, la cantidad del mismo, el tiempo de contacto, el pH y la concentración inicial de nitrato. Los adsorbentes utilizados fueron hojas trituradas de palmas, espigas de trigo triturada y astillas de madera de haya. El rango de cantidad de adsorbentes utilizados fue de 1 a 50 g, el pH fue de 5 a 12, el tiempo de contacto fue de 1 a 8 horas y la concentración inicial de nitrato fue de 1 a 50 mg/l. Los resultados mostraron que la eliminación máxima de nitrato se consiguió con 20 mg/l de concentración inicial a pH = 7, una masa adsorbente de 30 g y un tiempo de contacto de 6 horas. Además, los resultados mostraron que la eficiencia de eliminación de nitrato aumentó con el incremento de la masa adsorbente, la concentración inicial de nitrato, la acidez y el tiempo de contacto hasta el nivel óptimo, y luego disminuyó. Además, a partir de los adsorbentes estudiados, las hojas trituradas de la palmera tienen una mayor eficiencia de remoción de nitratos que otros adsorbentes.