tratamiento de agua con coagulantes naturales
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TRATAMIENTO DE AGUA MEDIANTE COAGULANTES
NATURALES
Autores: Lorena Salazar Gámez, Fabio Camilo Gómez Meneses, Juan David Cortez Lopera.
Tomada de: www.moringanews.org
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INDICE1. Introducción
2. Objetivos
3. Metodología
4. Resultados
5. Conclusiones
6. Recomendaciones
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1. INTRODUCCIÓN.COBERTURAS DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO. Y
OBJETIVOS DEL MILENIO
Tomado de: www.dnp.gov.co
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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
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Menahem L.BANCO MUNDIAL,2008
PROBLEMÁTICA EN EL TRATAMIENTO DE
AGUA?
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Menahem L.BANCO MUNDIAL,2008
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Menahem L.BANCO MUNDIAL,2008
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PROCESO CONVENCIONAL DE TRATAMIENTO DE AGUA.
Tomada de: http://www.sawater.com.au/SAWater/Environment/WaterQuality/Water+Treatment.htm
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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)
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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.
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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.
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COAGULANTES NATURALES EN
COLOMBIA
PIÑON HABAS FLOR DE
JAMAICA
Tomada de: H. Ramirez y J.Jaramillo (2014)
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DESINFECTANTES NATURALES
Tomada de: H. Ramirez y J.Jaramillo (2014)
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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.
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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
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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
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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
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2. Objetivo General
Evaluar el uso de semillas de
Moringa Oleífera como coagulante
frente a coagulantes inorgánicos.
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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
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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
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TEST DE JARRAS NTC 3903 de 1996
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Preparación de la Semilla
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Preparación de la solución coagulante
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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
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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
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TABLA. B.3.1 de la RAS 2000
CALIDAD DE LA FUENTE
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VOLUMEN DE LODO
Tipo de Coagulante
Sólidos sedimentables. NTC 897 Repeticiones
Sulfato de Aluminio
CONOS IMHOFF 3
Moringa oleifera
3
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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
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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
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4.2 EVALUACIÓN DE LA MEJOR SOLUCION COAGULANTE
ANÁLISIS DE JARRAS PARA LA SOLUCIÓN DE M. Oleifera, sin cáscara más NaCl
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EVALUACIÓN DE PARÁMETROS DE CALIDAD
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4.3 EVALUACIÓN DE LA MEJOR SOLUCIÓN COAGULANTE EN EL TIEMPOY CON DIFERENTES MÉTODOS DE ALMACENAMIENTO.
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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
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4.6 EVALUACIÓN DE LA GENERACIÓN DE LODO
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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.
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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.
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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.
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