Evaluación de materiales litológicos oxídicos como adsorbentes para el tratamiento de efluentes y aguas residuales

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DOI:

https://doi.org/10.37135/ns.01.08.06

Palabras clave:

agua residual, filtración, material litológico, medio granular, sustrato adsorbente

Resumen

En la presente investigación se evaluó un sistema de filtración lenta en medio granular utilizando sustratos adsorbentes preparados a partir de materiales litológicos oxídicos de dos localidades andinas identificadas como G y V, que fueron caracterizados químicamente. Se prepararon filtros monocapa y bicapa con lechos tubulares de 5 y 8 mm de longitud como sistema de tratamiento de agua residual con turbidez de 76 UNT, DBO 230 mg/L y DQO 445 mg/L. Se analizó la turbidez, el pH y la conductividad eléctrica en alícuotas de 100 mL del percolado hasta la saturación del lecho filtrante. Los resultados muestran que los materiales estudiados depuran el agua residual a través de un proceso de filtración y adsorción, al emplear un filtro bicapa estructurado con el material G se obtuvo una remoción de la turbidez residual en 61 %. Adicionalmente, se logró la reducción del 97.4 de la DBO y 94 % de la DQO, en contraste con el 86 % obtenido con el filtro de arena convencional de tres capas. Los resultados demuestran la potencialidad del uso de estos medios granulares para la depuración de aguas residuales y efluentes como sistemas filtrantes alternativos, ecológicos y de bajo costo.

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Andrade, L., Covelo, E.F., & Vega, F.A. (2005). Uso de arcillas especiales para depuración de aguas residuales. Información Tecnológica, 16(1), 3-10. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642005000100002.

Bejarano, M., Estrella, A., Márquez, O., Ríos, A., & Rodríguez, M. (2020). Estudio de la adsorción de los colorantes Drimaren Amarillo CL-2R y Basic Azul Marino 2 RN en arcillas activadas. Novasinergia, 3(2), 93-107. https://doi.org/10.37135/ns.01.06.08.

Carbonel, D. (2018). Adsorción de cadmio, cobre y plomo en bentonita, caolín y zeolitas naturales y modificadas: Una revisión de los parámetros de operación, isotermas y cinética. Ingeniería, 23(3), 253-273. https://doi.org/10.14483/23448393.13418.

Carreño-Mendoza, A., Lucas-Vidal, L., Hurtado, E.A., Barrios-Maestre, R., & Silva-Acuña, R. (2018). Sistema de tratamiento de aguas superficiales para consumo humano en la Microcuenca del río Carrizal, Ecuador. Ciencia UNEMI, 11(28), 76-87.

https://doi.org/10.29076/issn.2528-7737vol11iss28.2018pp76-87p

Decreto 883. (1995). Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Líquidos. En Normas oficiales para la calidad del agua Venezuela Gaceta oficial N° 5.021. Recuperado de http://extwprlegs1.fao.org/docs/pdf/ven174040.pdf

Foth, H. D. (1990). Fundamentals of Soil Science (8th ed.). New York, USA: John Wiley & Sons, Inc.

Gu, S., Kang, X., Wang, L., Lichtfouse, E., & Wang, C. (2019). Clay mineral adsorbents for heavy metal removal from wastewater: a review. Environmental Chemistry Letters, 17, 629-654. https://doi.org/10.1007/s10311-018-0813-9.

Jiang, J., Xu, R. K., & Li, S. (2010). Effect of ionic strength hand mechanism of Cu(II) adsorption by Goethite and γ–Al2O3. Journal of Chemical & Engineering Data, 55(12), 5547-5552. https://doi.org/10.1021/je100271u.

Kenner, F. N., & McCallion, J. (2015). Manual del agua: Su naturaleza, tratamiento y aplicaciones. México D.F, México: McGraw Hill-Interamericana.

Maldonado, V. Y. (2004). Filtración. In L. Vargas (Coordinadora), Tratamiento de aguas para consumo humano: plantas de filtración rápida. Manual I: Teoría (pp. 83-151). Lima, Perú: Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS).

Márquez, A., Millán, F., Prato, J. G., & La Cruz, C. (2020). Adsorción de iones Cr(VI) sobre lechos adsorbentes calcinados con superficie de carga variable químicamente modificada. Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia, 43(2), 72-81. https://doi.org/10.22209/rt.v43n2a03.

Millán, F., Prato, J., López, A., & López, L. (2009). Estudio de la retención de iones calcio por materiales térmicamente modificados provenientes de suelos de la región de San Juan de Lagunillas, Mérida, Venezuela. Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia, 32(1), 48-54. Recuperado de http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0254-07702009000100007&lng=es&tlng=es.

Millán, F., Prato, J. G., Montilla, T., & Tǎnǎselia, C. (2018). Utilización de lechos adsorbentes de carga variable para la filtración de aguas residuales. Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia, 41(1), 2-14. Recuperado de http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0254-07702018000100002&lng=es&tlng=es.

Millán, F., Prato, J. G., García, M., Díaz, I., & Sánchez, J. (2013). Adsorción de iones Cu+2 y Zn+2 por materiales litológicos de carga variable, provenientes de suelos del estado Mérida, Venezuela. Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia, 36(3), 195-201. Recuperado de http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0254-07702013000300001&lng=es&tlng=es.

Millán, F., Prato, J. G, González, L. C., Márquez, A., & Djabayan, P. (2019). Quimioadsorcion de Cu(II) sobre un sustrato calcinado preparado con un material litológico refractario de carga variable. Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad de Zulia, 42(1), 10-17. https://doi.org/10.22209/rt.v42n1a02.

Ncube, P., Pidou, M., Stephenson, T., Jefferson, B., & Jarvis, P. (2016). The effect of high hydraulic loading rate on the removal efficiency of a quadruple media filter for tertiary wastewater treatment. Water Research, 107, 102-112. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.10.060.

Novikova, L., & Belchinskaya, L. (2016). Adsorptions of industrial pollutions by natural and modified aluminosilicates. In M. do Nascimento, G (ed.). Clays, Clay Mineral and Ceramic Materials based on Clay Minerals (pp. 89-128). Retrieved from https://doi.org/10.5772/61678.

Prato, J.G., González-Ramírez, L.C., Pérez, M.C. & Rodríguez, M.E. (2021). Adsorción de la dureza del agua sobre lechos de rocas volcánicas de Ecuador. Información Tecnológica, 32(2), 51-60. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642021000200051

Prato, J. G., Ruiz, L. B., Djabayan, P., & Millán, F. (2019). Adsorción de iones fosfatos de aguas naturales a partir de lechos calcinados de suelos lateríticos, Cap. 8. In J. R. Arboleda (Ed.), Investigación y Academia: la Visión desde la Universidad Ecuatoriana (pp. 133–151). Red Iberoamericana de Pedagogía (REDIPE).

Qafoku, N.P., Van Ranst, E., Noble, A., & Baert, G. (2004). Variable charge coils: Their mineralogy, chemistry and management. Advance in Agronomy, 84, 159-214. http://dx.doi.org/10.1016/S0065-2113(04)84004-5.

Reyes-Lara, S., & Reyes-Mazzoco, R. (2009). Efecto de las cargas hidráulica y orgánica sobre la remoción másica de un empaque estructurado en un filtro percolador. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 8(1), 101-109. Recuperado de https://www.redalyc.org/pdf/620/62011375009.pdf.

Rice, E. W., Baird , R. D., & Eaton, A. D. (eds) (2017). Standard methods for the examination of water and wastewater. In Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (23rd ed). Washington DC., USA: American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation. Recuperado de https://www.awwa.org/Store/Product-Details/productId/65266295

Schlesinger, W. H., & Bernhardt, E. S. (2020). Biogeochemistry: An analysis of global change (4th ed.). New York: EE.UU. Academic Press. 99-139. https://doi.org/10.1016/C2017-0-00311-7.

Xu, R., Wang, Y., Tiwari, D., & Wang, H. (2009). Effect of ionic strength on adsorption of As(III) and As(V) on variable charge soils. Journal of Environmental Sciences, 21(7), 927-932. https://doi.org/10.1016/s1001-0742(08)62363-3.

Xu, R. K., Qafoku, N. P., Van Ranst, E., Li, J. Y., & Jiang, J. (2016). Adsorption properties of subtropical and tropical variable soils: Implication from climate change and biochard amendment. Advances in Agronomy, 135, 1-58. https://doi.org/10.1016/bs.agron.2015.09.001.

Zhang, C., He, J. & Zheng, Z. (2018). Modelling nutrients and organics removal by biological slow filtration in micro-polluted water source treatment. Processes, 6, 128. https://doi.org/10.3390/pr6080128.

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Publicado

2021-12-01

Cómo citar

Prato, J., Millán, F., González, L., Ríos, I., Márquez, A., Sánchez, J., Palomares, A., & Díaz, J. (2021). Evaluación de materiales litológicos oxídicos como adsorbentes para el tratamiento de efluentes y aguas residuales. Novasinergia, ISSN 2631-2654, 4(2), 93–110. https://doi.org/10.37135/ns.01.08.06

Número

Sección

Artículos de Investigación y Artículos de Revisión