This review critically analyzed the use of biosorbents derived from rice husks and corn residues for nutrient removal from aqueous solutions. Additionally, this review highlighted the use of such biosorbents in wastewater treatment. Furthermore, novel approaches for sustainable nutrient removal from aqueous solutions were identified. A comprehensive understanding of the implementation of biosorption processes using agro-industrial residues based on corn and rice crops is critical for the sustainable management of residues and water bodies in the world to protect and conserve natural resources. Specifically, the review focuses on the exploration, preparation and application of innovative biosorbents to remove various forms of nutrients such as total nitrogen, total phosphorus, nitrates, ammonium and phosphates from aqueous solution, analyzing the sustainability of treatments applied to biomass, such as thermal transformation or chemical modification to reduce environmental impacts. It was found that 95 to 99% of nitrogen and phosphorus can be removed with biosorbents made from rice husks and corn residues, analyzing approximately 50 scientific articles related to these plant materials. Research opportunities were identified, such as the recovery of removed nutrients for soil improvement, life cycle analysis to assess the concept of zero waste, among other aspects. Finally, a scheme is proposed for the selection and application of sustainable biosorbents for the removal of nutrients from aqueous solutions.
This study evaluates the techno‐economic and environmental performance of a sequential system based on fixed‐bed column adsorption using magnesium‐impregnated rice husk biochar (RHB‐Mg) for nutrient removal from wastewater, coupled with a prospective assessment of its reuse as a soil amendment in irrigated rice systems. Scale‐up based on laboratory data resulted in a treatment capacity of 4.32 m 3 /day and a biochar requirement of 56.91 kg/day. The system effectively reduced nitrate and phosphate concentrations below regulatory limits under continuous operation, demonstrating high adsorption performance. The techno‐economic analysis over a 20‐year period revealed that operational costs are primarily driven by magnesium chloride consumption, which strongly influences overall economic feasibility. Life cycle assessment (LCA) identified biochar production as the main environmental hotspot, contributing the highest impacts across multiple categories due to energy demand. Furthermore, literature‐supported and LCA‐based evidence indicates that the reuse of nutrient‐enriched biochar could potentially reduce fertilizer demand (prospective scenario), decrease irrigation requirements, and contribute to a potential climate change benefit through carbon storage, with an estimated reduction of −1.34‐kg CO 2 eq per kg of RHB‐Mg applied to soil. However, this stage was evaluated as a prospective scenario and was not experimentally validated. Overall, the proposed system demonstrates strong potential within a circular‐economy framework; however, process optimization—particularly in reagent consumption and energy integration—is required to enhance large‐scale sustainability and economic viability.
El propósito de esta investigación fue realizar un diagnóstico del manejo de vertimientos de aguas residuales en la población urbana circundante a la quebrada Espinal, determinando el censo poblacional de las viviendas ubicadas alrededor de este cuerpo de agua, que no cuentan con el servicio de alcantarillado y descargan sus aguas residuales en el mismo. En este estudio se utilizaron métodos y teorías de evaluación de la gestión de vertimientos de aguas residuales para establecer programas de mejoramiento de acuerdo con los decretos de la legislación colombiana: 3930 de 2010 y 2667 de 2012, concernientes al programa de monitoreo y seguimiento de las fuentes hídricas y proyectos de inversión en descontaminación de aguas, que se realizaron de acuerdo con el Plan de Saneamiento y Manejo de Vertimientos (PSMV) liderado por la empresa EAAA de El Espinal E. S. P. Se formularon cinco programas de gestión ambiental para mitigar los efectos ambientales negativos en el cuerpo de agua en estudio: 1) programa de educación ambiental, 2) programa de conexión a la red de alcantarillado, 3) programa de gestión y manejo de vertimientos, 4) programa de embellecimiento de la microcuenca quebrada Espinal y 5) programa de monitoreo y seguimiento. Este estudio concluye la necesidad y prioridad percibida por la comunidad de implementar acciones oportunas para mejorar sus condiciones sanitarias actuales en conjunto con actividades de monitoreo y seguimiento por parte de entidades comprometidas con el cuidado y preservación del medioambiente.
En la universidad de Cundinamarca, el programa de ingeniería ambiental en la seccional Girardot, se realizan proyectos integradores de semestre (PIS). En el segundo semestre del 2020, en modalidad virtual con estudiantes de cuarto semestre y docentes de microbiología, ecología y química ambiental se desarrolló un proyecto de producción de bioenergía mediante una celda de combustible biológica acoplada a plantas (CCBP) con materiales de bajo costo. El aprovechamiento de la interacción metabólica de las bacterias electroquímicamente activas y las raíces (rizosfera) de la planta Crotón, sirvió para realizar el montaje un circuito eléctrico construido con materiales de bajo costo. Después de 40 días se obtuvo una potencia de y una corriente máxima de 235 mA a pH neutro y una temperatura entre 36.2 °C a 36.7 °C. La experiencia demostró que los estudiantes pudieron construir y evaluar exitosamente el prototipo y obtener energía limpia integrando sistemas complejos de diferentes disciplinas por medio del aprendizaje colaborativo en ambientes virtuales.