Recuperación de sulfato de aluminio Al2(SO4)3 de los lodos de coagulación/floculación para reutilizarlo en la potabilización de agua empleando una membrana de intercambio catiónico impregnada con nanopartículas de plata Ag-NPs

Abstract

Los lodos residuales del tratamiento del agua son desechos voluminosos y tóxicos, por el uso de una gran cantidad de coagulantes en base a aluminio y hierro. Los lodos residuales de la PTAP La Palestina descargados directamente al alcantarillado y a los cursos de agua, provocan daño tanto a los organismos vivos acuáticos como a los humanos, debido a las concentraciones altas de aluminio, sulfatos, hierro, cobre y DQO. En este contexto, este proyecto se orientó a la recuperación de sulfato de aluminio para su posterior reutilización en el tratamiento del agua. Se diseñó y construyó un sistema de recuperación del coagulante que incluyó una membrana de intercambio catiónico impregnada de AgNPs, la que separa selectivamente el aluminio. Se examinaron tratamientos con la membrana sin AgNPs (control) y la membrana impregnada con nanopartículas de plata. Con los resultados de la experimentación, se realizó un análisis estadístico con pruebas no paramétricas. Se demostró que no hubo diferencias significativas entre las variables de área de intercambio catiónico y concentración inicial de Al, pero si hubo diferencias entre los tiempos a los que fueron sometidos los tratamientos. El grupo control alcanzó una recuperación de Al del 62.86 % mientras que los tratamientos del grupo experimental llegaron a tener un porcentaje de recuperación de Al del 60 %. Sin embargo, los tratamientos de control recuperaron un 10.65% de DQO disuelto mientras que los otros solo tuvieron un arrastre de DQO del 2.22%. El catión más predominante, después del Al, fue el Fe generando una recuperación del 40 % para el grupo control y de 85 % para los sistemas con nanopartículas. Además, se demostró cualitativamente que las AgNPs impregnadas en la membrana Nafion 117 logran una muy buena actividad antibiofilm en el lado de la membrana que estuvo en contacto con el lodo en recirculación (75%). Finalmente, las AgNPs sintetizadas para este estudio presentaron el pico de absorción a 399 nm, fueron esféricas de 37.22 nm de tamaño y se mantuvieron estables hasta los 20 días.