TRATAMIENTO DE AGUA MEDIANTE COAGULANTES

NATURALES

Autores: Lorena Salazar Gámez, Fabio Camilo Gómez Meneses, Juan David Cortez Lopera.

Tomada de: www.moringanews.org

INDICE1. Introducción

2. Objetivos

3. Metodología

4. Resultados

5. Conclusiones

6. Recomendaciones

1. INTRODUCCIÓN.COBERTURAS DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO. Y

OBJETIVOS DEL MILENIO

Tomado de: www.dnp.gov.co

EVALUACIÓN DEL IRCA

IRCA por rango de suscriptores (2010 – 2009)Fuente: (Superintendencia de servicios públicos, 2010)

0% - 5% Sin Riesgo-Agua Apta para

Consumo Humano

5.1% - 14% El nivel de riesgo es Bajo

14.1% – 35% El nivel de riesgo es Medio

35.1% - 70% El nivel de riesgo es Alto

70.1% - 100% El nivel de riesgo es

Inviable

Menahem L.BANCO MUNDIAL,2008

PROBLEMÁTICA EN EL TRATAMIENTO DE

AGUA?

Menahem L.BANCO MUNDIAL,2008

Menahem L.BANCO MUNDIAL,2008

PROCESO CONVENCIONAL DE TRATAMIENTO DE AGUA.

Tomada de: http://www.sawater.com.au/SAWater/Environment/WaterQuality/Water+Treatment.htm

TRATAMIENTO CONVENCIONAL

DESVENTAJAS

• Los polímeros sintéticos pueden ser nocivos (PEREZ, 1992, Vargas Camareno, M., & Jiménez A, J. 2010).

• Elevado costo por el uso de químicos (sulfato de aluminio y cloro) Vargas Camareno, M., & Jiménez A, J. (2010).

• Generación de fangos difíciles de tratar (Donato et al 2006).

• Altos niveles de aluminio remanentes (Gonzalez 1991)

TECNOLOGÍAS LIMPIAS EN EL TRATAMIENTO DE AGUA

Implementación de tecnologías sostenibles (Morato, et al2006), (Jahn, 1984); (Diaz, Rincon, Escorihuela, Fernandez,Chacin, & Forster, 1999), (Bina, Mehdjnejad, Nikaeen, &Movahedian Attar, 2009).

Desde los años 70 se propuso la utilización de coagulantesnaturales (Rodríguez M, et al 2007).

Procedimientos naturales que no empleen aditivos y queeliminen sustancias contaminantes

Resultan ser una alternativa en países en vía de desarrollo,especialmente en zonas rural o apartadas.

POR LO TANTO INVESTIGAR EN TECNOLOGÍAS APROPIADAS, SIMPLES, DE BAJA INVERSIÓN Y DE BAJOS COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO, Y CON

LA CALIDAD REQUERIDA.

SE HACE UNA NECESIDAD EN PAÍSES EN VÍAS DE DESARROLLO COMO COLOMBIA.

COAGULANTES NATURALES EN

COLOMBIA

PIÑON HABAS FLOR DE

JAMAICA

Tomada de: H. Ramirez y J.Jaramillo (2014)

DESINFECTANTES NATURALES

Tomada de: H. Ramirez y J.Jaramillo (2014)

MORINGA OLEIFERA

• Es originaria de India yBangladesh.

• Se adapta muy bien enlos trópicos y subtrópicos.

• Las condicionesóptimas para elcrecimiento de lasplantas sontemperaturas entre 25-30 °C, unaprecipitación anual de1,000 a 2,000 mm, altaradiación solar y suelosbien drenados.

(Radovich, 2009).

Tomada de: Pritchard, et al 2010.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

Proteina 19.34% - 22.42%

Lipidos 1.28% a 4.96%

Cenizas 7.62% a 14.60%

Fibra 30.97% a 46.78%

Contiene 17 aminoácidos

(ácido aspártico (Asp), ácidoglutámico (Glu), serina (Ser),glicina (Gli), histidina (His),arginina (Arg), treonina (Tre),alanina (Ala), prolina(Pro),tirosina (Tir), valina (Val),metionina (Met), cistina (Cis),isoleucina (Ile), leucina (Leu),fenilalanina (Fen) y lisina (Lis)).

Kebreab A. Ghebremichael, 2004

USOS

Alimento animal

Alimento humano

Generación de biocombustibles (aceites las semillas poseen hasta un 40% por peso de aceites comestibles, semejantes al aceite de oliva).

Medicamentos

En el tratamiento de agua

Tomado de:

www.cosmeticanatural-

online.com

LA MORINGA COMO COAGULANTE

Polielectrólitos catiónicos

Puede ser usadocomo un sustituto

del sulfato de aluminio.

Se puedeproducir

localmente.Es completamente

biodegradable.

Fuente: www.moringanews.org

2. Objetivo General

Evaluar el uso de semillas de

Moringa Oleífera como coagulante

frente a coagulantes inorgánicos.

3. METODOLOGÍA

3.1 Determinación de la mejor

solución coagulante

3.2 Caracterización del agua a tratar

3.3 Evaluación de coagulantes en el

tratamiento de aguas

DETERMINACIÓN DE LA MEJOR ESTRATEGIA DE PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN COAGULANTE.

Tipo de Solución Forma de extracción Análisis No ensayos

Solución 1Agua destilada + moringa oleifera sin extracción de aceite

Jar test, turbiedad

3

Solución 2Agua destilada + moringa oleífera con extracción de aceite

Jar test, turbiedad y color

3

Solución 3Agua destilada+ NaCl + moringa oleífera con extracción de aceite

Jar test, turbiedad

3

Solución 4Agua destilada+ NaCl + moringa oleifera sin extracción de aceite

Jar test, turbiedad

3

Solución 5Moringa con cáscara + agua destilada

Jar test, turbiedad

3

Solución 6Moringa con cáscara + solución salina

Jar test, turbiedad

3

TEST DE JARRAS NTC 3903 de 1996

Preparación de la Semilla

Preparación de la solución coagulante

SOLUCIONES COAGULANTESCoagulante Concentración

inicial ppm

Cantidad de

coagulante ml/

2l

Dosis aplicada

mg/l

Extracto de Moringa

oleífera lam

25.000 16,0 200

20,0 250

22,0 275

24,0 300

26,0 325

28,0 350

Sulfato de Aluminio 60.000 6,7 200

8,3 250

9,2 275

10,0 300

10,8 325

11,7 350

Policloruro de Aluminio 90.000 4,4 200

5,6 250

6,1 275

6,7 300

7,2 325

7,8 350

Se realizaron diferentes estudios en diferentes zonas delpaís unos son realizados en Pasto, con las aguas del ríoPasto una fuente que se caracteriza por su alta turbiedad ycolor, otros se realizaron en Medellín con las aguas de laquebrada la Pichacha, que es una quebrada que recibedescargas de agua residual, y otras en la misma ciudadpero en una fuente superficial no tan contaminada como esla quebrada Santa Helena que abastece al acueducto deesta población, siguiendo los lineamientos decaracterización de la tabla B.3.1 de la RAS 2000.

CARACTERIZACIÓN DEL AGUA A TRATAR

TABLA. B.3.1 de la RAS 2000

CALIDAD DE LA FUENTE

VOLUMEN DE LODO

Tipo de Coagulante

Sólidos sedimentables. NTC 897 Repeticiones

Sulfato de Aluminio

CONOS IMHOFF 3

Moringa oleifera

3

4. RESULTADOS4.1 Soluciones coagulantes

Extracto coagulante Dosis mg/l % Remoción

MO con cascara 300 64

MO con cascara+ Sln salina 250 92

MO sin cascara 350 61

MO sin cascara+ Sln salina 250 92

MO sin cascara con extracción de

aceite + Sln salina313 97

MO sin cascara con extracción de

aceite sin Sln salina313 90

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

MO concascara

MO concascara+ Sln

salina

MO sincascara

MO sincascara+ Sln

salina

MO sincascara con

extracción deaceite + Sln

salina

MO sincascara con

extracción deaceite sin Sln

salina

% R

em

oci

ón

tu

rbie

dad

SOLUCIÓN COAGULANTE

4.2 EVALUACIÓN DE LA MEJOR SOLUCION COAGULANTE

ANÁLISIS DE JARRAS PARA LA SOLUCIÓN DE M. Oleifera, sin cáscara más NaCl

EVALUACIÓN DE PARÁMETROS DE CALIDAD

4.3 EVALUACIÓN DE LA MEJOR SOLUCIÓN COAGULANTE EN EL TIEMPOY CON DIFERENTES MÉTODOS DE ALMACENAMIENTO.

4.5 ANÁLISIS COMPARATIVO DE COAGULANTES

DOSIS Turbiedad

inicial

TURBIEDAD FINAL UNT % DE REMOCION DE TURBIEDAD

mg/l UNT MO SULFATO PAC MO SULFATO PAC

200 160 12,30 3,24 9,00 92,31 97,98 94,38

250 160 7,00 4,00 7,60 95,63 97,50 95,25

275 160 5,35 8,30 5,25 96,66 94,81 96,72

300 160 21,23 12,85 16,00 86,73 91,97 90,00

325 160 21,00 15,00 18,50 86,88 90,63 88,44

350 160 24,00 9,20 15,23 85,00 94,38 90,63

4.6 EVALUACIÓN DE LA GENERACIÓN DE LODO

5. CONCLUSIONES

Todas las formas de extracción y preparación de coagulantespresentaron un porcentaje de remoción de turbiedad mayor al 60%.Sin embargo es evidente que el uso de la solución salina,incrementa la eficiencia en la coagulación. No existe diferenciasignificativa entre trabajar con la semilla sin cáscara y con cáscara,al igual que con extracción de aceite que sin extracción, no obstantesi se extrae el aceite se puede obtener un subproducto que en laactualidad es muy preciado en el campo de la alimentación ocosmética.

Una ventaja importante que refleja este estudio es la preservacióndel coagulante , los resultados demostraron que se puede preservarla solución coagulante incluso por tres meses sin disminuir supotencial coagulante, y que no es necesaria la refrigeración para sualmacenamiento, esto es importante si se piensa en zonas donde elservicio de energía sea deficiente o no exista capacidad económicapara tener refrigeración.

5. CONCLUSIONES

Este estudio también demuestra que no solo la M. Oleifera esrecomendada para eliminar la turbiedad sino que también se demuestra laremoción del color en un 86%, y de patógenos en un 71%

Al comparar los coagulantes en el proceso de jarras, se observó que noexiste diferencia en el porcentaje de remoción entre coagulantes sintéticosy la M. Oleifera, todos tienen un porcentaje de remoción de turbiedadmayor al 96% .

La generación de lodos es un 14% menor con la Moringa que con el sulfatode aluminio. Esto permitiría reducir el impacto ambiental de los residuosgenerados por el proceso de tratamiento de agua, y a su vez, el costo delproceso de tratamiento de fangos.

Lo anteriormente descrito permite concluir que la Moringa oleífera es unabuena alternativa en el tratamiento de agua como coagulante para laremoción de turbiedad y color. Esta alternativa puede ser implementadatanto a nivel industrial como en poblaciones apartadas que no cuenten conacceso a productos para el tratamiento de las aguas, mediante la siembrade esta especie. Aparte de sus propiedades coagulantes esta especie ofreceotros usos ya que puede consumirse gracias a sus múltiples bondadesnutricionales.

6. RECOMENDACIONES

Evaluar las características del aceite que se extrae de la semilla, yaque es un subproducto que puede tener múltiples usos y quepodría reducir los costos en la preparación del coagulante.

Es importante profundizar en las concentraciones máximas que sepueden aplicar de coagulante, ya que como se demostró en laspruebas de fitotoxicidad, se presenta inhibición en la germinaciónde las semillas de rábano después de cierta dosis aplicada. Portanto, es indispensable saber si este fenómeno se presenta por loscomponentes de la semilla, o por la adición de otras sustanciascomo lo es el cloruro de sodio (NaCl).

Evaluar si la aplicación de la solución coagulante de Moringaoleífera puede generar trihálometanos cuando se emplea cloro parapromover la desinfección del agua.

Se recomienda evaluar el efecto de abdosrcion-

neutrralizacion y foprmacion de puentes de la moringa.

7. BIBLIOGRAFIA

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN