Remoción de Arsénico por Adsorción
No genera rechazo concentrado en Arsenico
Disposición final del medio saturado en relleno sanitario convencional
Consumo de energía muy bajo
Simple operación
Remoción de Arsénico por Adsorción
No genera rechazo concentrado en Arsenico
Disposición final del medio saturado en relleno sanitario convencional
Consumo de energía muy bajo
Simple operación
En TAERSA Tratamiento de Agua, Efluentes y Reúso S.A. ejecutamos proyectos llave en mano para la remoción de arsénico del agua. Así también realizamos el servicio de operación y mantenimiento de la unidad para satisfacer la condición de agua tratada libre de arsénico bajo garantía del fabricante. Los sistemas de remoción por adsorción pueden ser instalados tanto en el pozo de extracción como en tanque cisterna según la configuración de la instalación. Asimismo, pueden ser instalados filtros en serie o en paralelo según la concentración de arsénico de ingreso.
Existen diversas metodologías para la remoción de arsénico del agua. Las tecnologías convencionales de mayor aplicación en Argentina son la osmosis inversa y la coagulación/filtración. En el primer caso, si bien genera una calidad de agua tratada muy alta, tiene particularidades que deben ser analizadas en la etapa de análisis/diseño: genera rechazo con alta concentración de arsénico, la remoción no es selectiva y requiere altos consumos de energía. En el caso de la segunda opción de coagulación/filtración, también
genera rechazo con alta concentración de arsénico y requiero alto consumo de producto químico.
Principales ventajas:
Por ello desde TAERSA promovemos la remoción de arsénico por el método de Adsorción. Las ventajas principales son las siguientes:
- No genera rechazo concentrado en arsénico
- Consumo de energía muy bajo
- Simple operación
- El cambio de medio adsorbente puede ser entre 1 y 5 años según los criterios de diseño y capacidad de la instalación
Química del Arsénico
El arsénico (As) que se encuentra comúnmente en aguas subterráneas es una especie inorgánica soluble (oxianión) que tiene estados de valencia As (III) y As (V).
En aguas con pH dentro del rango natural, se encuentran las siguientes especies:
H₃AsO₃, H₂AsO₃⁻ (As(III)), H₂AsO₄⁻ y HAsO₄²⁻ (As(V))
El As (III) se da en condiciones de reductoras como por ejemplo la ausencia de oxígeno, cuando este agua entra en contacto con el mismo a través del aire, el As (III) es oxidado a As (V). También oxidantes como el cloro, ozono o permanganato de potasio oxidarán el As (III) a As (V).
Para mejor eficiencia en la adsorción, el As debe estar en estado de valencia +5
Legislación
En nuestro país el Código Alimentario Argentino (CAA) establece como recomendación para el agua de bebida para humanos una concentración de As máxima de 0,01 mg/l (=10 ppb) en concordancia con el valor guía que establece para mismo uso la Organización Mundial de la Salud.
Remoción de Arsénico por Adsorción
Esta tecnología se basa en la adsorción de iones arsénico sobre óxido de hierro sintético quedando retenidos en la estructura del relleno hasta agotar su capacidad, momento en el que se debe reemplazar el relleno adsorbente. No requiere de regeneración alguna. La adsorción del As y Fe tiene un enlace sumamente fuerte razón por la cual puede disponerse en relleno sanitario convencional, no peligroso.
El sistema se materializa en un tanque de P.R.F.V. o acero carbón con la cantidad de medio adsorbente requerida. Los equipos de contralavado y de desinfección completan el sistema, así de simple.
Aplicaciones
- Agua potable
- Agua procesos
- Remediación de aguas subterráneas
Beneficios
- Remoción de As < 2 ppb (remueve As (III) y As (V)).
- Alta capacidad de adsorción debido a su superficie específica > 150 m 2 /g.
- Alta estabilidad a la abrasión comparada con otros medios adsorbentes.
- Producto de un solo uso. Sin regeneración. No se emplean productos químicos para regeneración.
- Fácil de operar (baja generación de residuos) y bajo costo de mantenimiento (vida útil de relleno
hasta 4 años). - Cuando el producto se satura de arsénico puede disponerse en relleno sanitario (no peligroso).
Previo disposición se realiza ensayo TCLP. - Amplio intervalo de pH de operación (6,5-8).
Consideraciones en calidad de agua de ingreso
La selectividad del medio con otros iones/especies es la siguiente:
OH⁻ > As(V) > PO₄³⁻ > SiO₂ > VO₃ > As(III)
Por lo tanto, a menor pH, menor contenido de OH – y por lo tanto mayor selectividad por el arsénico.
Es muy importante conocer la composición completa del agua cruda porque existen interferentes que reducen la capacidad de adsorción de arsénico disminuyendo la vida útil obligando a reemplazos más rápido del medio. Algunos de los interferentes más importantes pueden ser SiO₂ ,cromo, vanadio, entre
otros. El Fe³+ o Mn₂+ pueden generar ensuciamiento en el medio aumentando la perdida de carga.
Contralavado de medio adsorbente
El contralavado se emplea para prevenir un aumento de pérdida de carga a través del manto. La frecuencia comúnmente entre 1 y 3 meses o cuando la contrapresión del sistema excede los 10 psi.
El arsénico no es desadsorbido durante la fase de lavado. Dado que por lo general el lavado se realiza con agua cruda (para no desperdiciar agua tratada), la calidad del agua de lavado será similar a la de ingreso al tratamiento. Se puede esperar un pequeño aporte de sólidos suspendidos totales que fueron removidos
por “filtración” del relleno. Es posible realizar el lavado con agua tratada de forma de contar con concentraciones de As < 10 ppb.
Preguntas Frecuentes
Lavado
El contralavado se emplea para prevenir un aumento de pérdida de carga a través del manto. La frecuencia depende de cada caso, pero se da comúnmente entre 1 y 3 meses o cuando la contrapresión del sistema excede los 10 psi.
El arsénico no es desadsorbido durante la fase de lavado. Dado que por lo general el lavado se realiza con agua cruda, la calidad del agua de lavado será similar a la de ingreso al tratamiento. Se puede esperar un pequeño aporte de sólidos suspendidos totales que fueron removidos por “filtración” del relleno.
El agua de lavado suele enviarse a colectora cloacal o a planta de tratamiento de efluentes, también puede ser dispuesto en la fuente de origen.
Ajuste de pH
Dentro del rango normal de agua subterránea (6-9 upH), los óxidos de metales adsorbentes muestran un rango variable de capacidad de adsorción de arsénico. Generalmente se puede adsorber más arsénico a menor pH. El pH del agua impacta directamente en la vida útil del medio. El medio es estable entre pH 4-11, pero el As cambia su estado, comportamiento dependiendo del pH. Estos cambios afectan en cómo ocurren las reacciones y mecanismos de ligadura del As al relleno. El rango óptimo es entre 6,5-7,5.
El pH se ajusta/controla mediante adición de un ácido mineral como ácido clorhídrico o sulfúrico dosificado en línea.
A pesar que a un pH bajo (cercano a 6) se incrementa la capacidad de adsorción de As significativamente, el agua a ese pH se vuelve corrosiva y requiere de un re ajuste de pH con una base (comúnmente soda cáustica). En los casos que se defina una mezcla de corrientes, solo el agua que se somete a la reducción de As requiere de ajuste de pH.
Otras especies competidoras
Químicamente, el fósforo en el agua se comporta de manera similar al arsénico. Ambos átomos se encuentran próximos en la tabla periódica y por ello sus estructuras moleculares y cargas iónicas son similares en las mismas condiciones. Es así, que el fósforo es adsorbido en el relleno ocupando sitios de adsorción activos.
Bajo determinadas condiciones, el medio puede actuar como punto de nucleación para los silicatos contenidos en el agua iniciando una polimerización. Cuando esto ocurre, los silicatos polimerizados físicamente bloquean los poros del medio, haciéndolos inutilizables. Como resultado la capacidad se ve reducida. Es posible minimizar este fenómeno si se disponen de los datos completos de agua cruda al
momento del diseño del sistema.
Los iones de hierro y manganeso en el agua tienen el potencial de precipitar dentro de la columna/tanque adsorbedora. Los sólidos generados serán removidos, creando un aumento de presión a través del manto. Esto puede afectar la capacidad de remoción del sistema por lo que lavados más frecuentes son requeridos.
Otras (configuración)
Se dispone de al menos dos (2) adsorbedores en serie cuando el agua a tratar tiene alta concentración de As (> 30 ppb). La capacidad de adsorción de arsénico de este medio se puede optimizar permitiendo que el primer lecho “principal” continúe adsorbiendo arsénico más allá de 10 ppb, mientras que el segundo lecho actúa como adsorbedor de pulido o “secundario“. Esto es posible porque la curva de penetración de arsénico es gradual incluso cuando el agua tratada supera los 10 ppb de arsénico. Al cambiar el medio en el primer adsorbedor, el segundo se convierte en el principal, mientras que el primero se coloca en posición secundaria. El medio puede adsorber hasta un 40% adicional de arsénico en esta configuración, en comparación con los costos operativos proporcionales del flujo paralelo.