Study of coagulating/flocculating characteristics of organic polymers extracted from biowaste for water treatment

Estudio de las características coagulantes/floculantes de polímeros orgánicos extraídos de residuos para el tratamiento de agua

El objetivo de esta investigación fue evaluar las características coagulantes/floculantes de tres polímeros naturales: almidón de cáscara de plátano verde, pectina de cáscara de naranja y extracto de semilla de tamarindo en tres soluciones (agua, cloruro de sodio y acetato de amonio), para la purificación de agua natural cruda con turbidez de 5,32 NTU. Los polímeros naturales no presentaron actividad coagulante debido a la baja turbidez del agua natural cruda. Sin embargo, mostraron actividad floculante en combinación con sulfato de aluminio. Las combinaciones óptimas de sulfato de aluminio [mg/L] + polímero natural [mg/L] fueron: 50+0,2 para almidón, 60+0,06 para pectina, 60+0,6 para extracto de tamarindo en agua, 60+0,5 para extracto de tamarindo en cloruro de sodio y 60+0,2 para extracto de tamarindo en acetato de amonio. Los valores de eliminación de turbidez y color fueron aproximadamente 87% y 92 %, respectivamente. El lodo residual excedió los límites máximos permisibles para la descarga al sistema de alcantarillado, además, mostró un efecto tóxico sobre la actividad mitótica de las raíces de cebolla a un CI₅₀ de 0,5 a 2 %.

Introducción

El estudio y uso de coagulantes/floculantes naturales en la purificación del agua ha tenido un interés creciente debido a sus ventajas sobre los coagulantes/floculantes químicos, como su baja toxicidad, biodegradabilidad, bajo costo, abundantes fuentes de producción y principalmente la eliminación del riesgo tóxico para el ser humano (Peruc¸ o, Lenz, Fiori y Bergamasco, 2013; Saritha, Srinivas, y Vuppala, 2017).

El uso convencional de coagulantes inorgánicos como el sulfato de aluminio y el cloruro férrico, generan problemas por su coste, los grandes volúmenes indeseables de lodos no biodegradables y los efectos en el cuerpo humano. En el caso de las sales férricas, es necesario un control cuidadoso en la dosificación porque un exceso de hierro residual podría producir agua coloreada (Choy, Prasad, Wu, Raghunandan y Ramanan, 2014). En el caso del aluminio, el riesgo tóxico está relacionado con el presunto aumento de la ingesta a 4 mg de Al/día de sulfato de aluminio (Suay y Ballester, 2002; Organización Mundial de la Salud, 2011). También afecta al hígado, al corazón, al cerebro, etc. y se relaciona con la degeneración del Alzheimer (Hayder y Rahim, 2015). Además, el uso de sulfato de aluminio requiere una buena regulación del pH, de lo contrario, el proceso de clarificación es pobre y el aluminio solubilizado puede causar alteraciones en la calidad del efluente, debido a la re-estabilización de las partículas cargadas en el agua (Cogollo, 2011).