Lecho mixto > Remoción de arsénico

METODOS DE REMOCION DE ARSENICO

Los métodos de tratamiento para disminuir los valores de arsénico presentes en el agua se seleccionan de acuerdo al caudal, tipo de proceso, las concentraciones de contaminante, límites de concentración máximo admisible en el producto final, etc . Las alternativas tecnológicas más comúnmente utilizadas son:

  • Coagulación y filtrado.
  • Filtración por medios de adsorción directa.
  • Osmosis inversa.
  • Intercambio iónico.

COMPARACION DE TECNOLOGIAS

Tratamiento Remoción Esperada Observaciones
Coagulación y filtrado As(V) : > 80 %
As(III) : 20 - 80 %
Coagulación con sales de Hierro o Aluminio.
Filtración y Adsorción As(V) : 99 %
As(III) : 99 % 
Independiente de la concentración inicial, el proceso llega a una concentración final < 8 ppb.
Osmosis Inversa As(V) : > 90 %
As(III) : > 70 % 
Pueden alcanzarse rechazos mayores al 95%
Intercambio Iónico  As(V) : > 85 % Con resinas de intercambio aniónico

COMPARACION DE TECNOLOGIAS

Varios estudios han demostrado que este proceso es confiable y efectivo desde el punto de vista de los costos para la remoción de arsénico en agua. El proceso se basa en una tecnología robusta capaz de abatir arsénico de aguas subterráneas hasta niveles no detectables, cuando se ajustan los parámetros del proceso apropiadamente.

El proceso consiste en el agregado de un coagulante como policloruro de aluminio o uno con base férrica como cloruro férrico, al agua contaminada con arsénico, debido a la tendencia que presenta el arsénico a formar complejos tanto con el hierro como con el aluminio. El coagulante se hidroliza en agua y adquiere una carga neta positiva, favoreciendo la adsorción del anión arseniato mediante un mecanismo de acomplejamiento superficial. Este proceso se ve favorecido a pH menores a 7,3 debido a que el coagulante adquiere entonces la carga positiva necesaria para la reacción. Se forma entonces un flóculo, que puede separarse por decantación y/o filtración. En la práctica puede prescindirse en algunos casos de la etapa de decantación.

La filtración a través de ultrafiltración tiene las siguientes ventajas:

ULTRAFILTRACION VS SISTEMAS CONVENCIONALES

  • Su diseño compacto permite la reducción del espacio físico de instalación.
  • 50% menos área en comparación a tratamientos convencionales (Dosificador productos químicos, mezclador estático, flocodecantador, filtro multimedia).
  • Menor consumo de químicos.
  • Remoción eficiente de patógenos en agua.
  • Calidad de agua constante independiente al TSS en alimentación (turbidez < 0,1 NTU).
  • Remoción efectiva de agentes patógenos.
  • 4-Log (99,99%) de remoción virus.
  • 6-Log (99,9999%) de remoción bacterias.
  • Reducción de materia orgánica entre 50 y 90%.

La ventaja de este proceso frente a otros, es que no modifica sustancialmente las características fisicoquímicas del agua en lo que sólidos disueltos refiere. Es muy aconsejable para comunas y municipios, o tratamientos de grandes caudales.

FILTRACION POR MEDIOS POR ABSORCION DIRECTA

Como alternativa se utilizan medios filtrantes con alta capacidad de adsorción de arsénico, los cuales adsorben el contaminante de forma irreversible. El funcionamiento es igual al de un filtro convencional, en el sentido que pasa agua a través del medio contenido en un tanque a un determinado caudal de servicio; la diferencia principal es que una vez agotado el medio no es posible regenerarlo y es necesaria su disposición y reemplazo por una nueva carga.

Entre este tipo de medios, se encuentra el Adsorbsia de DOW, cuya mayor capacidad de remoción reduce el volumen de medio necesario, minimizando así los costos y mejorando la calidad de agua. Además cuenta con las aprobaciones necesarias para su uso en la producción de aguas y bebidas para el consumo humano, lo que lo hace ideal para la industria de bebidas.

Esta alternativa involucra un bajo costo de inversión en equipamientos, pero un costo medio de recambio del medio filtrante.

 OSMOSIS INVERSA

Los sistemas de ósmosis inversa logran a través de una membrana semipermeable separar agua en dos corrientes, una con alto contenido de sales y una desmineralizada. En el paso por estas membranas el agua sufre un proceso de desmineralización, en el que se reduce también el contenido de arsénico.

Las membranas para aguas salobres tienen un rechazo de arsénico de alrededor del 94-96 %, obteniendo calidades de agua excelentes para el consumo humano. Como ventaja reducen también el contenido de flúor (suele estar presente en aguas que contienen arsénico) y otros compuestos perjudiciales para la salud.

Debido a su alto rechazo, es posible tratar solamente una parte del caudal de agua y mezclarla con agua cruda, obteniendo así niveles bajos de arsénico con una reducción de costos operativos y de equipamiento.

La ventaja de este proceso es que remueve otros minerales, además de disminuir el TDS, por lo que en el caso de contaminación múltiple es el método seleccionado.

INTERCAMBIO IONICO

Este método puede remover fácilmente el arsénico disuelto en agua. Al considerar su aplicación es necesario tener en cuenta que existen efectos de competencia entre iones. Las resinas de intercambio iónico presentan selectividad para el intercambio de iones, y el arsénico no es de los iones con mayor selectividad para la remoción, ya que los sulfatos, nitratos, flúor por ejemplo serán removidos antes que el arsénico.

En general, para aguas con un contenido de sulfatos mayor a 120 ppm o niveles de TDS mayores a 500 ppm no es económicamente viable el tratamiento por intercambio iónico, y si lo es el de ósmosis inversa.

Además como se requiere una oxidación previa (usualmente con cloro) para llevar todo el arsénico a su forma pentavalente, se debe incorporar un filtro de carbón activado para declorar el agua, que de otra forma reduciría la capacidad de remoción de las resinas al oxidarlas.

QUIMICA DEL ARSENICO

El arsénico es un elemento que se encuentra presente en todo tipo de ambientes, generalmente en bajas concentraciones. Es utilizado en numerosos productos de uso agrícola industrial, como pesticidas, preservantes de madera y también como resultado de la extracción de algunos minerales. Sin embargo, el arsénico está presente también de forma natural en el ambiente en altas concentraciones especialmente en aguas subterráneas debido al paso de agua a través de las diferentes rocas.

Es altamente tóxico y responsable de problemas en la salud: entre los más graves se encuentran afecciones cardíacas, problemas vasculares y el desarrollo de distintos tipos de cáncer, principalmente, de piel, vejiga, pulmón e hígado.

Típicamente el arsénico está presente en el agua subterránea en la forma de dos especies iónicas: el arsenito, As(III) y el arseniato, As(V). El anión arseniato, especie predominante a pHs básicos, es más sencillo de remover debido a su mayor densidad de carga, lo cuál lo hace más reactivo. Es por ello que se suele oxidar el arsénico trivalente a pentavalente para optimizar el rechazo y minimizar la cantidad de arsénico en el agua tratada. Los métodos de oxidación son variados, y van desde oxidación con hipoclorito de sodio (cloración) hasta ozonización.

ARSENICO EN AGUAS SUBTERRANEAS Y SUPERFICIALES - ARGENTINA

El contenido de arsénico del agua subterránea depende de la composición del agua en cuestión. En particular es importante cuán alcalina es el agua y el contenido de sales de Calcio y Magnesio. En general las aguas blandas, es decir, pobres en sales de Calcio y Magnesio, y alcalinas son las que poseen una mayor concentración de arsénico.

En aguas superficiales no se suele encontrar arsénico en altas concentraciones, salvo en situaciones excepcionales.

Existen zonas en el norte de la provincia de La Pampa, con más de 5000 µg/l; el sudeste de la provincia de Córdoba con más de 3000 µg/l, la llanura oriental de la Provincia de Tucumán, con más de 1600 µg/l, y otras áreas con valores altos en las provincias de Santiago del Estero, Chaco, Salta Fe y Buenos Aires.

REGLAMENTACIONES

El límite establecido por el Código Alimentario Argentino actualmente es de 50 µg/l y ha dado un plazo de 5 años para adecuarse al valor de 10 µg/l establecido por la Organización Mundial de la Salud, especialmente para aquellas zonas del país que presentan altos valores de arsénico.