Remoción de arsénico en aguas de consumo domiciliario mediante ...

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Remoción de arsénico en aguas de consumo domiciliario mediante ...

Esquema simplificado del procesoAgua a tratarMaterial(Masa Fe 0 )SedimentaciónGeneración[Fe(III)]FiltraciónAdsorción & Co-precipitaciónAgua Tratada


Captación de As con HFO (oxi-hidróxido férrico)100% Remocion de As(V)806040Isotermas de AdsorciónAs(III) → capacidadAs(V) → afinidad200[HFO] Coloidal[HFO] Maduro0 20 40 60 80 100 120 140 16020As(III)As(V)HFO / (mg L -1 )Partículas HFOFrescas > Madurasq e(mg [As] Ads/ g [HFO])1510500.0 0.5 1.0 1.5 2.0Conc. equilibrio (mg/L)


Cinéticas de captación de As con HFO20q t(mg [As(III)] Ads/ g [HFO])15105pH = 6.0pH = 7.5pH = 8.5As(V) ~ 40 minutosCapacidad: pH 6 >> pH 92000 15 30 45 60 75 90Tiempo (min)As(III) ~ 25 minutosCapacidad: pH 6 > pH 8.5q t(mg [As(V)] Ads/ g [HFO])15105pH = 6.0pH = 7.5pH = 8.0pH = 9.000 30 60 90 120Tiempo (min)


Generación de HFO: Selección del material ZVIPrimer etapaSegunda etapaClavos de cabezaescondidaVirulana de acero(Comercial)Composición ygeometría uniformesComposición uniforme,alta relación área/masa


Perfiles de producción de la fase activa4Fe(III) / mg (Vol.Reactor) -1321Masa de Fe 0 Inicial00 10 20 30 40 50 60Tiempo / min


Efectos del área de contacto y de la conductividad0.18r [Fe(III)] tot(mg L -1 min -1 )0.150.120.090.06Steel woolLost head nails↑ corrosión con laconductividad (sales)0.030.000 5 10 15 20 25 30 35Exposed Area (m 2 )1815↑ corrosión con área de lainterfase metal/suspensiónv Fe(III)/ (mg.L -1 .min -1 ) x 10 -3131085300 500 1000 1500 2000 2500Conductividad / μS.cm -1


Efectos del pH y del oxígeno disuelto0.15v [Fe(III)]/(mg L -1 min -1 )0.120.090.06contribución asociadaal oxígeno disuelto0.030.005 6 7 8 9 10pH0.150.12pH óptimo en el rangode potabilidadv [Fe(III)]/ (mg L -1 min -1 )0.090.060.030.000.0 0.2 0.4 0.6 0.8Caudal de Aire / (L min -1 )


Efectos de la presencia de As(V) y de As(III)[Fe(III)] tot (ppm)2015105[As(V)][Fe(III)]0.120.100.080.060.040.02[As] tot (ppm)Inhibición de lacorrosión por As(III)Remoción parcial00 30 60 90 120 150Time (min)0.0020150.120.10Inhibición de lacorrosión por As(V)Remoción total[Fe(III)] tot(ppm)1050[As(III)][Fe(III)]0 30 60 90 120 1500.080.060.040.020.00[As] tot (ppm)Time (min)


Parámetros característicos (Ensayos Batch)ORP (mV)450400350300250200150pH7.06.56.05.5ORP (mV)[Fe(III)]pH403020[Fe(III)]Estado estacionarioAs(III), ensayos Batch100505.04.5100-504.000 25 50 75 100 125 150Tiempo (min)Estado estacionarioAs(V), ensayos BatchORP (mV)450400350300250200150100500pH7.06.56.05.55.04.5ORP (mV)[Fe(III)]pH40302010[Fe(III)] (ppm)-504.000 25 50 75 100 125 150Tiempo (min)


Monitoreo de parámetros en Columnas


Corrosión en Columnas: Efecto del arsénico08.5Sin As2.008.5Sin As2.0-1008.01.5-1008.01.5ORP ss(mV)-200-300pH ss7.5pH ssORP ss1.0OD ss(ppm)ORP ss(mV)-200-300pH ss7.5pH ssORP ss1.0OD ss(ppm)OD ssOD ss-4007.00.5-4007.00.5-5006.50.00 50 100 150 200 250 300 350-5006.50.00 50 100 150 200 250 300 350Q (mL/min)Q (mL/min)0-1008.58.0As(V)3.02.50-1008.58.0As(III)432.0ORP ss(mV)-200-300pH ss7.51.5OD ss(ppm)ORP ss(mV)-200-300pH ss7.5pHssORPssODss2OD ss(ppm)-4007.0pHssORPssODss1.00.5-4007.01-5006.50 50 100 150 200 250 300 3500.0-5006.50 50 100 150 200 250 300 3500Caudal (mL min -1 )Caudal (mL min -1 )


Fenómenos Básicos* Partículas de HFO en formación más eficientes. Contacto e/ 25-35’.* Corrosión electroquímica depende del área y la conductividad.* El oxígeno disuelto controla la velocidad de producción de HFO.* El pH óptimo está e/ 6,0 y 8,0. El As(III) y As(V) inhiben la corrosión.* En sistemas continuos el caudal regula la [O 2 ] y por lo tanto r Fe(III)Aplicación Tecnológica* La técnica ZVI es una tecnología viable para el tratamiento de aguascon alto contenido de arsénico.* El prototipo continuo eliminó completamente el As (680 ppb) para unvolumen de 450 L de agua con sólo 20 g de lana de acero comercial.Perspectivas Futuras* Escalado a mayores caudales .* Optimización de los procesos de sedimentación y filtración.* Diseño de prototipos eficientes, de sencilla operación y bajo costo.


Agradecimientos* Laboratorio de Ingeniería Sanitaria* Departamento de Hidráulica* Facultad de Ingeniería* Universidad Nacional de La Plata* CONICET & CICPROYECTO UNLP 11 / I-121Andrés PortaCarlos TaglieroElena RosalesJuan M. Triszcz

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