Evaluación de la aplicación de carbón activado granular en la filtración del agua clarificada del río Cauca

Abstract

El constante deterioro de las fuentes hídricas y su uso como recurso en el abastecimiento de agua para consumo humano han conllevado a la búsqueda de la optimización de los procesos de tratamiento de forma tal que se alcancen condiciones de agua segura con el menor riesgo posible de afectaciones a la salud de la población. Es por esto que los sistemas de abastecimiento de agua potable han adoptado estrategias enmarcadas dentro de los planes de seguridad del agua mediante la reducción de la contaminación en la fuente de abastecimiento, la remoción o reducción de diferentes contaminantes mediante los procesos de tratamiento y la prevención de la contaminación del agua en el sistema de almacenamiento y distribución al usuario final. Al observar que la filtración es una de las etapas más críticas dentro del tratamiento por ser la última barrera física para la remoción de partículas presentes en el agua; se planteó este proyecto de grado para estudiar a escala de laboratorio el uso de carbón activado granular en el proceso de filtración de agua clarificada del Rio Cauca, con el fin de analizar la eficiencia de remoción de turbiedad y materia orgánica medida como UV254 y así establecer el alcance de los valores límite recomendados por las entidades internacionales para la disminución del riesgo microbiológico y el riesgo crónico que pueda estar asociado a la presencia de materia orgánica en el agua para consumo humano. Se empleó carbón activado granular de origen bituminoso y arena en seis diferentes configuraciones como medio filtrante principal en la etapa de filtración (50%CAG ¿ 50% Arena, 65% CAG ¿ 35% Arena, 75% CAG ¿ 25% Arena, 85% CAG ¿ 15% Arena, 90% CAG ¿ 10% Arena y 100% CAG). Se consideró además una configuración con antracita y arena (70% Antracita ¿ 30% Arena) para comparar el comportamiento de ambos materiales filtrantes en el tratamiento de agua resultante del proceso de clarificación efectuado por la Planta de Tratamiento de Agua Potable Puerto Mallarino en la ciudad de Cali. Se empleó un sistema de filtración en columnas con distribución de agua mediante conducciones reguladas a un caudal constante de 12 mL/min. El efluente de cada unidad de filtros fue evaluado y comparado con el afluente mediante la medición de Color Aparente, Turbiedad, UV254, pH y Conductividad. Se obtuvo como resultado que la configuración C5 con 90% de CAG y 10% Arena logró una mayor estabilidad de la turbiedad obteniendo valores mínimos por debajo de 2 UNT (MAVDT), 0.5 UNT (WHO) y 0.15 UNT (EPA) y aunque no tuvo diferencias significativas comparado con el filtro de Antracita y Arena, si presentó un mejor desempeño en la remoción de turbiedad debido al alcance de un mayor número de datos por debajo de 0.3 UNT. En cuanto a la eficiencia de remoción de materia orgánica en el agua medida como UV254 se observaron mejores resultados para la configuración C4 con 85% de CAG y 15% Arena y aunque las eficiencias de remoción de materia orgánica no fueron significativamente altas se observa claramente la ventaja que presenta el uso de CAG como medio filtrante adsorbente comparado con el medio convencional de Antracita y Arena. La obtención de bajas eficiencias de remoción fue debido al contenido de material en suspensión ya que los filtros de CAG trabajaron en la retención de dicho material afectando considerablemente la capacidad de adsorción. Mediante esta investigación se comprobó que la selección adecuada de las condiciones operacionales de los filtros de CAG puede generar agua comparativamente similar o superior a los filtros conformados con materiales convencionales como Antracita y arena. De igual forma, el uso de CAG como medio filtrante para el tratamiento de agua del Rio Cauca es un insumo que puede aportar a una posible estrategia para disminuir el riesgo microbiológico y el riesgo crónico asociado con el contenido de materia orgánica en el agua distribuida a la población caleña