Remoção de arsênico - Adsorbsia

Existen diversos métodos para la remoción de arsénico que han sido utilizados y optimizados a lo largo de los años y se pueden resumir de la siguiente manera:

  • Coagulación / Filtración
  • Oxidación / Filtración
  • Adsorción sobre medios específicos: Hidróxido de Hierro Granular
  • Intercambio Iónico
  • Separación por membranas

La selección de cada tecnología depende de diversos factores, que incluyen la presencia de otros contaminantes, limitaciones de espacio, destino del agua tratada y disposición del efluente resultante.

En los casos con elevado contenido de sílice es importante evaluar la mejor alternativa ya que ésta tiene un impacto negativo en la remoción por adsorción (reduce los sitios disponibles para la adsorción) y en equipos de ósmosis inversa valores superiores a 70 ppm pueden requerir un tratamiento adicional para evitar su deposición sobre la membrana.

Para la remoción de arsénico en agua mineral son limitados los tratamientos que pueden utilizarse, debido a las regulaciones que impiden modificar significativamente el agua de la fuente. Por ejemplo, la remoción por ósmosis inversa queda descartada ya que modifica las características del agua; en este caso conviene optar por un tratamiento por adsorción sobre Hidróxido de Hierro, que no produce alteraciones sobre el agua excepto la remoción específica de arsénico.

A continuación se describen brevemente las diferentes tecnologías y sus aspectos de mayor relevancia.

COAGULACIÓN - FILTRACIÓN

Este proceso consiste en un acondicionamiento físico-químico que altera las propiedades de las partículas suspendidas o coloidales para aglomerarlas en partículas de mayor tamaño y poder separarlas por filtración. Además de la remoción de partículas, la dosificación de químicos hace que especies solubles se insolubilicen y precipiten, generalmente como hidróxidos, los cuales adsorben otras especies disueltas, tales como el arsénico.

Equipos para esta aplicación incluyen: dosificación de químicos, sistemas de mezclado, floculadores, decantadores (si la concentración de partículas es alta), filtros y sistemas de manejo de lodos.

En caso de presencia de As(III) es necesario oxidarlo a As(V) para mejorar la remoción, y una regulación de pH puede ser necesaria para trabajar en el rango óptimo del coagulante.

Es posible obtener remociones del 90% con este método, pero la inversión en equipamientos y el espacio de instalación pueden ser limitantes.

OXIDACIÓN - FILTRACIÓN

Este tipo de tratamiento es muy similar al anterior, solo que es utilizado para aguas de pozo, con bajo contenido de partículas. En los casos de aguas con altos contenidos de Hierro y Manganeso, es aún más conveniente ya que el arsénico es removido por adsorción sobre la superficie de hidróxidos de Fe y Mn, que precipitan en conjunto. El Hierro tiene mayor afinidad con el arsénico.

El agua de pozo suele contener mayor concentración de As(III) que aguas superficiales, debido al ambiente reductor en el que se encuentra, por la ausencia de oxígeno. En aguas superficiales se suele encontrar el 100% de As(V) debido a que la presencia de oxígeno oxida a la mayoría del As(III).

La remoción que puede alcanzarse es del 80% y la filtración posterior puede realizarse a través del uso de distintas tecnologías.

La opción más robusta a la hora de filtrar partículas es a través del uso de membranas de Ultrafiltración. Este tipo de remoción se suele asistir con la dosificación de coagulantes, para agrandar el tamaño de las partículas y retenerlas en forma más eficiente.

Además de la remoción de partículas, este método ofrece las siguientes ventajas:

  • Remoción de virus y bacterias, que son retenidos por la membrana
  • Remoción de pequeños flocs, reduciendo la dosis de coagulante requerida
  • Equipamientos más compactos
  • Excelente calidad del agua tratada independiente de la calidad del agua cruda.

ADSORCIÓN SOBRE MEDIOS ESPECÍFICOS: HIDRÓXIDO DE HIERRO GRANULAR

La adsorción de arsénico sobre Hierro es muy efectiva debido a la afinidad que existe entre ambos. Es por ello y por los bajos costos operativos que suele ser la mejor alternativa a la hora de tratar aguas con alto contenido de arsénico, para la producción tanto de agua potable como de agua mineral.

En la Sección: Remoción de Arsénico - VSN-33 se puede encontrar mayor información acerca del medio.

Es importante mencionar que otros medios específicos, como los basados en óxidos de Titanio, presentan un pobre comportamiento frente a variaciones mínimas en el agua bruta. Se ha observado que con variaciones mínimas en el pH, lo que ocurre en toda agua de pozo en forma estacional, el medio colapsa y deja de operar correctamente.

INTERCAMBIO IÓNICO

La remoción de arsénico por intercambio iónico es uno de los métodos menos utilizados ya que la selectividad de las resinas con el arsénico es baja. La presencia de aniones que compiten con los sitios de intercambio, como Sulfatos y Nitratos, reduce ampliamente la capacidad de remoción de arsénico de las resinas.

Además, las regeneraciones requieren elevadas cantidades de químicos que generan además corrientes de descarte con alto contenido de arsénico y de regenerante.

Por otro lado, el costo de las resinas es elevado y deben ser reemplazadas con mayor frecuencia que las resinas de intercambio iónico tradicionales, por lo cual no suele ser un método económicamente rentable.

SEPARACIÓN POR MEMBRANA

Como su nombre lo indica, este método consiste en la separación de dos corrientes de agua, una con bajo contenido de arsénico y bajo TDS, y una segunda corriente de rechazo con alto contenido de sales y alto contenido de arseénico.

Este tipo de tratamiento alcanza hasta un 90 - 95 % de rechazo de arsénico, pero tiene como desventaja un costo de inversión mayor, la necesidad de tratar el descarte de concentrado, y que no es posible su uso en la producción de agua mineral.

El rechazo de As(V) es mayor debido a su mayor carga iónica, y el As(III) debe ser oxidado previamente para maximizar el rechazo total. Una reducción de pH es requerida para favorecer el rechazo.