NOTA TECNICA SOBRE LA ELIMINACION DE ARSENICO

Eliminación de Arsénico utilizando tecnología de adsorción PURA Atlántico

Introducción

Utilizando el principio físico de adsorción y aprovechando la química natural de los materiales que conforman este medio, desde hace aproximadamente una década PURA en cooperación con organismos públicos y privados, tanto a nivel nacional como a nivel internacional, ha investigado para descubrir nuevos comportamientos y propiedades de materiales aplicados al tratamiento de aguas con dimensiones a escala nanométrica. PURA ha desarrollado una estructura nanoporosa que retiene Arsénico con alta especificidad y gran capacidad. El medio PURA Atlántico se trata de un aglomerado de nanopartículas que presentan una gran superficie donde se desenvuelve un mecanismo de adsorción dual:

• Efecto Ligando – Superficie: por medio de la interacción iónica entre el arsénico presente en solución y el sustrato, que es PURA Atlántico.
• Efecto Migración a una estructura de poro: la conformación de espacio y electroquímica del poro brinda al arsénico un lugar físico donde se forman complejos iónicos de alta estabilidad.

Esta capacidad intrínseca por formar complejos iónicos de extremadamente baja solubilidad es lo que ofrece la alta especificidad que tiene PURA Atlántico por el Arsénico.

Si tomamos en cuenta la gran superficie que brinda la nanotecnología de poros, encontraremos allí la causa de la alta capacidad en la eliminación de Arsénico de PURA Atlántico. (BET Area 220-240m2/g).

La síntesis y fabricación ingenierizada de la tecnología PURA Atlántico consiste en la formación de materiales inorgánicos a partir de precursores moleculares líquidos, derivando en un preciso control de las propiedades del material a nivel molecular y facilitando el agregado de ligandos en su matriz cristalina.

Durante la síntesis son introducidas moléculas del surfactante en la matriz como un agente para el diseño de los poros en el material y el control de su estructura, luego son adicionados polímeros ligandos. Los ligandos monofuncionales realizan una unión covalente entre el material PURA Atlántico y el contaminante. Bajo ciertas condiciones y en un entorno seco, los surfactantes se auto-ensamblan en un tipo de estructura micelar, y son formados compuestos de núcleo inorgánico y surfactante orgánico, una vez removido el surfactante finalmente se obtienen partículas sólidas bien definidas. El tipo de material y el método de síntesis permiten que el tamaño del poro y la porosidad del material puedan ser prácticamente a medida. Luego, la partícula sólida, mecánicamente estable, es recubierta por diversos sustratos y tratada con temperatura .

El principio técnico para la efectividad de la tecnología PURA Atlántico es la adsorción en un material sintetizado que se emerge como un medio líder en la remoción de Arsénico en el agua.

En principio las ventajas intrínsecas del tratamiento con PURA Atlántico incluyen ciclos de operación continuos libre del uso de químicos y regenerantes, bajo consumo de energía, fácil de ampliar ante aumento de demanda, compatibilidad con otros métodos de tratamiento en plantas existentes, alta intensidad (reducida superficie necesaria por volumen de agua tratada) y control del proceso altamente automatizado.

La tecnología PURA Atlántico ha sido desarrollada desde el año 2001 en el pais por PURA, empresa especializada en Tratamiento de Aguas desde 1984, en cooperación con Laboratorios, Profesionales y Universidades. La tecnología cumple con los estándares 61 de la NSF, ha recibido avales de funcionamiento por parte de terceros independientes y de Laboratorios públicos, y se encuentra en totalmente patentada.

La tecnología PURA Atlántico es un medio granular de superficie estable brindando un rendimiento sin variaciones, durante el proceso de granulado es utilizado un ligando orgánico robusto que proporciona la máxima superficie sin arriesgar la resistencia física del medio. Por ello el material permanece en óptimas condiciones de granulometría preservando el flujo y el rendimiento calculado en un sistema que elimina Arsénico del agua. La robustez física de los materiales que componen la tecnología PURA Atlántico evita el desgaste y el deterioro de los granos, manteniéndose en forma sólida durante toda su operación evitando serios valores en pérdida de carga.

Debido a su gran área de superficie y a un tamaño controlado de nanoporo, la selectividad para eliminar Arsénico es superior a la de otras tecnologías, permitiendo el diseño de sistemas con tanques más pequeños y menores costos de inversión.

PURA Atlántico Elimina Arsénico total, tanto Arsénico (III) como Arsénico (IV). El material PURA Atlántico adsorbe en forma selectiva ambas valencias del Arsénico (As III y As V). Pruebas en prototipos han demostrado elevada eficiencia de remoción aún con tiempos de contacto hasta de 10 segundos. El material desarrollado ha logrado ofrecer una mayor capacidad y nivel extremadamente bajo de interferencia por iones no selectivos comparativamente con las tecnologías conocidas hasta el momento.

El agua para ser considerada potable debe contener un máximo de 0,01 mg/L de Arsénico (Total). Como resultado, la remoción de Arsénico es una de las prioridades para muchas comunidades, escuelas, municipalidades, cooperativas, ciudades e incluso para consumidores individuales que actualmente están utilizando agua por fuera del límite.

PURA es una Empresa especializada en el diseño, desarrollo y manufactura de sistemas y productos para el tratamiento de aguas por más de 35 años. Debido a la amplitud de nuestras tecnologías y la profundidad de nuestros recursos científicos y analíticos, la empresa es llamada a solucionar las necesidades más exigentes de nuestros clientes.

La tecnología desarrollada y patentada, que se ha denominado PURA Atlántico, ha sido específicamente ingenierizada para proporcionar una efectiva y eficiente remoción del Arsénico y ciertos Metales Pesados en aguas de proceso, de consumo y ciertas aplicaciones críticas.

La tecnología PURA Atlántico posee un elevado rendimiento, es de larga duración y una vez agotada puede ser dispuesta como residuo no peligroso para relleno sanitario.

La tecnología PURA Atlántico ha sido experimentada tanto en aguas destiladas contaminadas artificialmente con arsenito y arseniato, como en establecimientos privados o de uso individual, demostrando que elimina Arsénico en los dos estados en los que puede ser encontrado en el agua (As III y As V). Puede ser aplicada en un amplio espectro de procesos para el tratamiento de aguas, desde Plantas en gran escala para abastecer a sistemas de agua corriente hasta sistemas en pequeña escala para unidades de tratamiento individual.

Independientemente del dimensionamiento del sistema, existen parámetros de diseño para asegurar un correcto y continuo funcionamiento.

Características de la tecnología PURA Atlántico

Capacidad para remover As (III) y As (V), llevándolos a niveles no detectables.

Alta capacidad de adsorción selectiva para Arsénico.

Capacidad para la reducción de Plomo, Mercurio, Cromo VI y otros metales pesados.

Afinidad relativa con Nitratos y Flúor.

Extrema velocidad cinética y caudal.

Mínima necesidad de espacio.

Facilidad de instalación.

Facilidad de puesta en marcha y facilidad de operación.

Libre del uso de productos químicos y libre del uso de regenerantes.

Libre del uso de bombas de alta presión.

Medio agotado: residuo apto para relleno sanitario.

Apta para ser utilizada en Plantas para remover Arsénico en millones de litros diarios.

Propiedades físicas típicas de la tecnología PURA Atlántico

Designación química del medio: Aluminosilicatos sintéticos activados en matriz cristalina de óxidos minerales inertes con ligando orgánico.

Forma física: Granos sólidos tamaño 12 x 40 mesh.

Superficie del área: 220 - 240 m2/gramo.

Densidad: 0.5 gramos por milímetro.

Volumen del poro: 0.40 - 0.44 cm3/gramo.

Tamaño promedio del poro: 70 – 85 Angstrom.

Contenido de humedad: menor al 10%

Propiedades de operación

Dirección típica del flujo: por gravedad.

Tiempo de contacto: 10 segundos a 5 minutos.

Pérdida de carga típica: menor a 0.5 kg/cm2

Expansión libre del tanque: 50%

Temperatura máxima del agua de alimentación: 65 ºC

El retrolavado del lecho puede ser innecesario con previa filtración de partículas.

Los costos operativos de la tecnología PURA Atlántico son entre $0.13 y $0,80 (pesos) por cada metro cúbico producido. El costo operativo se reduce a menor concentración de Arsénico en el agua a tratar y a menor caudal horario.

En PURA hemos desarrollado un dispositivo domiciliario que cumple con las mismas exigencias que los  sistemas de tratamiento del arsénico usando PURA Atlántico. Con está técnica se logra una remoción de arsénico de más del 95%.

La tecnología desarrollada creemos tiene el potencial de apoyar al cuidado de la Salud, así como a la remediación ambiental, contribuir a la actualización y mejorar el diseño de Plantas de abastecimiento de agua, un mayor aprovechamiento de la energía y la protección al medio ambiente.

La tecnología desarrollada ha llevado años en investigación y desarrollo con el esfuerzo y trabajo de diversos profesionales, hoy en día puede su maduración permite que sea aplicada en sistemas para el tratamiento de aguas con resultados tangibles y comprobados en forma analítica.

El interés en la aplicación de la tecnología PURA Atlántico parece estar impulsada por varios factores, incluyendo pero no limitado a la reducción de los costos, mayor capacidad para eliminar selectivamente los contaminantes, la durabilidad y el tamaño del dispositivo.