Abatimiento de arsénico mediante el uso de sulfato de aluminio

Caso de éxito: abatimiento de arsénico mediante el uso de sulfato de aluminio base bauxita

En la presente nota se detallan los problemas de calidad del agua surgidos por la crisis hídrica del año 2009 en la provincia de Córdoba, las acciones tomadas, sus resultados y las conclusiones de una aplicación exitosa para la corrección de los problemas.

Breve descripción de la zona

En la zona de Belle Ville, sus aguas subterráneas tienen muy alto contenido de arsénico, es por ello que nos vemos obligados a utilizar como fuente de agua potable la del Río Ctalamochita. Este río, a caudales normales no tiene arsénico, pero cuando los caudales bajan a menos de 10 m3/s aparece en valores entre 0.015 a 0.020 ppm; en la crisis hídrica del año 2009 ese valor subió sensiblemente. Los valores de Arsénico en aguas de pozo en la región están en el intervalo de 0,100 a 2,00 ppm.

Datos de la cuenca del Río Ctalamochita

La cuenca tiene 3700 km2. Está formada por seis diques, Cerro Pelado, Arroyo Corto, Embalse de Río Tercero, Segunda Usina Central Ing. Cassafousth, Tercera Usina Central Ing. Reolín y Piedras Moras. El volumen embalsado es superior a los 1000 Hm3. Los ríos que la conforman, entre otros son: Santa Rosa, Grande, Quillinzo y La Cruz. El caudal medio del río Ctalamochita es de 27m3/seg. Para esta crisis fué fundamental el uso de sulfato de aluminio base bauxita con un 10% de hierro debido a que su constante de solubilidad es muy favorable frente al alumino mejorando el abatimiento.

Descripción de la crisis hídrica del año 2009

En el mes de noviembre del año 2009 se produce la bajante más significativa del caudal del río que se tenga memoria. Menor a 5 m3/seg. Esta situación estuvo relacionada a la sequía prolongada que vivió toda la provincia.

Calidad de agua del río

Alta conductividad, de la media de 400 µS/cm pasó a 2200 µS/cm, esto significa gran cantidad de sales, aportadas por las vertientes de los márgenes, incluyendo Arsénico. La turbiedad que era muy baja se debía a la falta de sólidos en suspensión, los que son fácilmente coagulables y decantables. La baja turbiedad, muchas horas de sol, baja velocidad, altas temperaturas del agua y aporte de nutrientes hicieron que la colonia de algas pase de 15000 a 950000 org/ml.

Determinaciones

Alcalinidad total ppm c/CO3Ca Arsénico ppm c/As+++ Cloruros ppm c/ClNa Conductividad - μs/cm Nitratos ppm c/NO3- Sodio ppm c/Na+ Sólidos solubles totales -ppm Turbiedad - unt Ph Dureza total –ppm c/CO3Ca

DeValores promeDios normales

94 <0.010 37.62 400 6 30 145 48 7,60 68

Valores promeDios De la crisis

240 0.112 514 2220 12 350 1050 4 8,80 150

tabla i.- tabla de valores analíticos comparativa del río.

Gráfico de conductividad, temperatura y turbiedad debidos a la variación del caudal

Afortunadamente no predominaron las cianofíceas o Verde-azules.

Acciones tomadas frente al problema de calidad del río para abatir el arsénico De acuerdo a experiencias tomadas de plantas de abatimiento de arsénico, lo primero fue bajar el pH, aproximadamente a 7 y no disponiendo de ácido sulfúrico en stock se decide subir la dosis de sulfato de aluminio (Bauxita) hasta encontrar por hidrólisis del mismo el pH adecuado para el abatimiento.

acciones tomadas frente al problema de coagulación

• Se realizaron más de 40 ensayos de jarra diarios. • Se ensayó con PAC, SULFATOS DE ALUMINIO, POLIELECTROLITOS CATIONICOS, ANIONICOS Y NO IONICOS y de estos todas las combinaciones y cantidades posibles. • Agregado de carbón activado. • Ensayo con bentonita. • Ajuste al pH de coagulación • Se convocó a profesionales externos, especialistas en la materia, con nulo resultado para eliminar color y sabor.

Resultados obtenidos

• Logramos abatir el arsénico, manteniendo valores inferiores al límite admisible usando como coagulante sulfato de aluminio base bauxita. • Unos pocos días los valores de turbiedad superaron los límites de la norma. • Bacteriológicamente el agua fue apta para el consumo humano. • Fue imposible evitar el color proveniente de las algas y el gusto de las sales (especialmente Sodio) • La curva del ensayo tiene toda su amplitud sensible, con resultados de exactitud de 0,010 a 0,050 ppm. • Dichos valores fueron chequeados por método de adición, y en forma paralela en laboratorios externos por absorción atómica con equipo de generación de hidruros, encontrándose valores concordantes con desvíos aceptables al 14%.

A continuación mostramos el cuadro de datos un interlaboratorio realizado el 29/05/2009.

Método de ensayo y medición utilizado

Está en uso el método normalizado foto colorimétrico fundamentado en la generación de arsina (H3As) y reaccionando con dietil ditiocar-

DeterminaCiones

Alcalinidad total ppm. c/CO3Ca Arsénico ppm c/As+++ Cloruros ppm c/ClNa Conductividad - μs/cm Nitratos ppm c/NO3- Sodio ppm c/Na+ Sólidos solubles totales -ppm Turbiedad - unt Ph Dureza total –ppm c/CO3Ca

DeVALores promeDios normALes

80 <0.010 47.62 350 5 30 170 0.22 7,90 68

tabla ii .- tabla de valores analíticos comparativos de agua potable. VALores promeDios De LA crisis

150 <0.010 367 2520 12 410 1200 5.00 7,00 118

muestra

nº pH

1 2 3 7.86 8.04 8.00

ConDuCtiviDaD Arsénico s/ LAb. μs/cm coop. ppm. FotocoLorimetríA

369 <0,010 415 0,034 400 0,019

arséniCo s/proAnáLisis ppm. Abs. AtómicA

0,011 0,046 0,020

Arsénico s/ Cepronor ppm.

<0.010 0,035 0,025

tabla iii.- interlaboratorio

Instrumentos Conductímetros PHmetros Medidor de pxígeno Dis. Turbidímetros Espectrofotómetros Electrodos selectivos DE Sodio, Potasio, Nitratos Microscopio con conex. A PC Balanzas de precisión Autoclave Estufa de incubación Centrífugas Medidores selec. de cloro Equipo de medición de DBO Equipo de Jart Test Desmineralizadores de agua

tabla iv

Parámetros Alcalinidad – Nitrato Aluminio Nitrito Amoníaco color Arsénico oxígeno disuelto Cobre pH Cloro plomo Cloruros potasio Color Sodio Conductividad Sol. Solubl. Cromo Sulfatos DBO5 Turbiedad DQO Dureza Hierr Manganeso Materia orgánica

bamato de plata (reacción roja positiva) medido en 535 nm, espesor de capa de 2 cm con entorno de curva 0,000 a 0,050 ppm. La curva de ensayo tiene toda su amplitud sensible, con resultados de exactitud de 0,010 a 0,050 ppm.

Conclusiones

Para esta crisis fue fundamental el uso de sulfato de aluminio base bauxita con un 10% de hierro debido a que su constante de solubilidad es muy favorable frente al aluminio mejorando el abatimiento. Para la planta es imprescindible mantener caudales mínimos de río por encima de 10 m3/h. Los valores solicitados para la calidad de agua potable en el CAA que exige valores menores a 10 ppb son muy difíciles de alcanzar para una amplia zona de nuestro país y es necesario el uso de un coagulante como se demostró en este desarrollo.

Agradecimientos a los desarrolladores del presente trabajo: Cooperativa de Trabajo Sudeste Ltda. Plantas Potabilizadoras Bell Ville y San Marcos Sud, Córdoba Ing. Roberto Rodriguez, Presidente Qco. Ind. Alejandro Armando Vidal, Departamento

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