¿Cómo se elimina el plomo del agua?

¿Cómo se elimina el plomo del agua?

La extracción minera es la principal actividad económica del Perú desde inicios del siglo XXI. Actualmente es uno de los pilares de la actividad económica peruana ya que genera altos ingresos al Perú, contribuyendo con alrededor del 15% del Producto Bruto Interno PBI y el 60% de las exportaciones. Sin embargo, esta actividad genera una considerable cantidad de efluentes que están compuestos por arsénico, plomo, mercurio, sales de cianuro y químicos propios del procesamiento minero.

Producto de la actividad minera se dio origen a un rubro, el del análisis químico de los minerales que se extraen de esta. Los laboratorios que se encargan de esta actividad están en contacto con diversos elementos y tienen que lidiar con algunos regulados por las autoridades. Uno de estos elementos es el plomo cuyos efectos nocivos contra la salud y el ambiente están ampliamente registrados.

 

Es por ello que cuando se detectó este elemento, en concentraciones mayores a los establecidos por la autoridad, en los vertimientos de las instalaciones de un laboratorio de la ciudad de Lima se consultó a la empresa FLOWEN para realizar una consultoría y proponer soluciones para la remoción del plomo. Para tratar con este contaminante la empresa FLOWEN ha desarrollado un tratamiento físico químico a nivel de laboratorio, basado en la coagulación – floculación. Se aprovecha el comportamiento ácido-base del plomo, generalmente el plomo generado por procesos mineros se encuentra como el catión Pb2+, a medida que se aumenta el pH este precipita a PbOH2.

Se observó que esta empresa utilizaba Soda Caustica en sus procesos, por lo que se utilizó esta sustancia para llevar los efluentes a un pH de 9,5 y así reducir la solubilidad del plomo en el agua, todo esto se realizó en un tanque de 80 L mientras un agitador homogeneizaba la mezcla.

Luego se diseñó un proceso de coagulación a nivel de laboratorio, el cual desestabiliza las cargas eléctricas alrededor de las moléculas de plomo de modo que puedan aglomerarse. Para esto se agregó Sulfato Férrico preparado y un mezclador a 150rpm para que el coagulante pudiese trabajar en todo el volumen del líquido.

Como siguiente paso se realizó un proceso de floculación (la floculación consiste en la aglomeración de las partículas desestabilizadas, en este proceso se forman coágulos mayores, esto hace que los compuestos se precipiten con mayor rapidez). El sistema de floculación consiste en un tanque donde se prepara el floculante, este floculante ya preparado en solución se dosifica al efluente previamente tratado con coagulante.

Volumen tratado

pH inicial

ml Soda

pH pre tratamiento

Sulfato férrico al 8% ml

Floculante al 1% ml

pH Final

1L

2.83

1.0

9.50

0.4

1.0

8.28

Tabla 1 Condiciones de tratamiento y dosis aplicadas a nivel de laboratorio.

Para monitorear y corroborar los resultados de remoción de plomo se midieron los parámetros de pH, turbidez y concentración de pH en el agua. En la siguiente tabla se pueden observar algunos de estos resultados.

 

Pre tratamiento

Post tratamiento

pH

2.83

8.28

Turbidez (NTU)

40.84

1.49

Pb (mg/L)

2.191

0.049

Tabla 2 Resultados del tratamiento

Como se puede observar el tratamiento ha sido eficaz en la remoción de plomo, con un nivel de 97.76% de eficiencia en la remoción de este metal, asimismo el pH sumamente ácido que presentaba la muestra se logró elevar a 8.28 que está en el rango de los Valores Máximos Admisibles fijados por la autoridad. También se logró mejorar la turbidez del efluente, lo que es un indicador de la disminución de partículas en suspensión en el agua, disminuyendo la posibilidad de proliferación de virus, microorganismos u otros contaminantes en el agua. Por último, en la ilustración 2 se puede observar los sedimentos generados por el tratamiento y el contraste con la claridad de los efluentes tratados.

Para completar el sistema de tratamiento se propone que el agua del tanque de floculación pase mediante rebose a un tanque sedimentador, este tanque se construirá aprovechando el anterior tanque de almacenamiento que se tenía, proveyéndole de una inclinación adecuada para que los flóculos lleguen al fondo del tanque por gravedad. Por el fondo del tanque se instalará una salida regulada con una válvula, la cual cada cierto tiempo se abrirá y extraerá los lodos con la ayuda de una bomba peristáltica para su tratamiento a cargo de una EPS. En la parte superior del tubo se encontrará el desfogue para el agua libre de plomo que se puede verter al alcantarillado.

Imagen 1:  Proceso de remoción de plomo. El proceso inicia con un tanque ecualizador para que el caudal a tratar sea constante, promero se lleva la solución a un pH adecuado para la precipitación de sales de plomo. Luego se agrega el coagulante para desestabilizar las cargas y un floculante para aglomerar estas partículas y hacerlas más fáciles de sedimentar. Luego los lodos generados son encargados a una EPS para su correcta disposición.

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