Estudio cinético de la remoción de Arsénico en un reactor electroquímico tipo filtro prensa

Abstract

El arsénico (As) es un elemento ampliamente distribuido en la naturaleza y de elevada toxicidad para los seres vivos. La presencia de arsénico en el agua subterránea (AN) utilizada para bebida humana o animal es uno de los problemas sanitarios más importantes a nivel mundial. Sin embargo, las poblaciones más afectadas viven en áreas rurales donde la problemática se ve agravada por factores desfavorables de orden socioeconómico, culturales y sanitarios. El AN en diversas áreas de La Comarca Lagunera (México) presenta concentraciones de As superiores a la norma establecida por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para agua de bebida (10 mg L-1). Este hecho es muy importante ya que los acuíferos constituyen la principal fuente de abastecimiento a la población. En consecuencia, una amplia gama de tratamientos ha sido desarrollada para remover arsénico de agua modelo (AM) y natural subterránea (AN). Sin embargo, entre ellos, el proceso de electrocoagulación (EC) presenta ventajas importantes sobre los otros procesos debido a que es un método eficiente para el tratamiento de una gran variedad de aguas naturales y residuales. El equipo requerido es compacto y fácil de operar, el proceso evita el uso de reactivos, y por lo tanto no se presentan problemas de neutralización por exceso de químicos evitando que se de una contaminación secundaria. Por esta razón, en este trabajo la remoción de arsénico del agua modelo (AM) y del agua natural subterránea (AN) extraída de la Comarca Lagunera, fue llevada a cabo por el proceso EC. Los experimentos fueron desarrollados inicialmente en un reactor electroquímico filtro prensa tipo batch. De los resultados obtenidos en el reactor, se encontró que la eficiencia de remoción de arsénico se logra a un tiempo de tratamiento inferior de 10 min operado a una densidad de corriente de 15 A m-2 y un flujo volumétrico de 7.64 L min-1.

Abstract: Arsenic (As) is a widely distributed element in nature, and is highly toxic for living beings. The presence of arsenic in underground water (GW) used for human or animal consumption is one of the most important sanitation problems at a global level. However, most of the communities that are affected are usually in rural areas, where the problem is worsened by unfavorable socioeconomic, cultural and sanitation factors. The GW in different areas of La Comarca Lagunera (México) presents As concentrations that are above the standard established by World Health Organization (WHO) for drinking water (10 mgL-1). This is an important fact because aquifers are the main supply source for many populated areas. By consequence, a variety of treatment processes have been developed for arsenic removal from model water (MW) and underground water (GW). Nevertheless, among them, the electrocoagulation (EC) process presents important advantages over others due to the low sludge amount produced and the lack of chemical reagents needed, consequently, there is no problem of neutralizing excess chemicals and no possibility of secondary pollution. Moreover, it is an efficient method for the treatment of many natural waters and wastewaters. The equipment required is compact and easy to operate. For this reason, in this work the removal of As from underground water (GW) extracted from La Comarca Lagunera, was performed by the electrocoagulation EC process. Experiments were developed in a batch electrochemical reactor type filter press. According to results obtained in these four reactors, the highest As removal efficiency was achieved at the shortest treatment time (10 min), employing the reactor at a current density value of 15 A m-2 and flow rate of 7.64 L min-1.