Remoción de arsénico en agua mediante procesos de Coagulación-Floculación

Abstract

El arsénico y sus compuestos son considerados como cancerígenos para los humanos y en ciertas regiones existe evidencia epidemiológica de alteraciones a la salud ante el consumo prolongado de aguas arsenicales. En muchos lugares la única fuente de agua para bebida contiene arsénico (As) en solución, por lo que resulta necesario estudiar mecanismos de remoción. En este trabajo se realizan ensayos de laboratorio con base en procesos de coagulación-floculación con el objeto de evaluar la eficiencia en la eliminación del arsénico en el agua para consumo humano. En este caso se busca identificar y evaluar los principales factores que controlan la remoción de arsénico en agua. En los ensayos realizados se varió la dosis de los coagulantes desde 5 a 500 mg/L, la de partículas sólidas desde 0 a 6000 mg/L y la concentración inicial de arsénico desde 0.5 a 5 mg/L. Con estas variables se han realizado combinaciones en más de 100 experimentos. Se obtuvieron porcentajes de remediación de arsénico que variaron desde 0 hasta 95 %. Los resultados obtenidos permitieron lograr remociones del 95 % al incorporar cloruro férrico y del 80% con sulfato de aluminio en soluciones con arsenato. Para dosis de cloruro férrico mayores a 50 mg/L la eficiencia de la remediación disminuyó considerablemente en relación con los resultados obtenidos con sulfato de aluminio, para todos los tipos y concentraciones de sólidos. Las mayores remociones se lograron a pH entre 3 y 5, en soluciones oxidadas. A partir de los resultados obtenidos y su análisis mediante regresiones lineales múltiples con valores de R > 0.90, se pudo determinar que los parámetros que controlan la remoción son la dosis de floculante, el pH del líquido y la concentración de sólidos en suspensión. La mineralogía de los sólidos y el tipo de floculante tendrían un efecto menos significativo en la remoción mediante coagulación-floculación. Los resultados obtenidos son relevantes para la remoción de As en plantas potabilizadoras de agua, como también en la implementación de métodos caseros de remoción.

Arsenic and arsenical compounds are considered as carcinogenic and risky for humans according to epidemiological evidence related with the ingestion of arsenical water during a long period. In many places the only source of drinking water contains arsenic and, therefore, removal strategies have to be investigated. This work shows experimental results of coagulation-flocculation processes implemented to evaluate the efficiency in the removal of arsenic from drinking water. The main objectives include the evaluation of the relevant aspect that controls the removal efficiency. Experimental tests were performed with coagulant concentrations from 5 to 500 mg/L, solid particle concentrations from 0 to 6000 mg/L, and initial arsenic concentrations from 0.5 to 5 mg/L. These variables were simultaneously varied in more than 100 experiments. The efficiency in remediation ranged from 0% to 95%. Removal efficiency near 95% was obtained when using ferric chloride as coagulant, and was close to 80% when using aluminum sulfate as coagulant in arsenate solutions. The remediation efficiency decreased significatively when the ferric chloride concentration was higher than 50 mg/L in relation to the obtained results for aluminum sulfate for different type and concentration of soil particles. The highest removal efficiency were obtained at pH between 3 and 5 in oxidized solutions. Obtained results simulated by means of multiple linear regression analysis (R>0.90) allow determining that the main parameters that control the removal of arsenic from drinking water are coagulant concentration, pH, and solid particles concentration. Conversely, particle mineralogy and coagulant type have less significant effect on the removal by means of coagulation-flocculation mechanisms. Obtained results are relevant for the removal of As in water treatment plants as well as for the development of small scale filters.