Estudi de la qualitat i ús d’aigües freàtiques urbanes en el riu Besòs i el seu tractament de millora mitjançant carbó actiu i/o ultrafiltració

Abstract

En aquest treball s’estudia experimentalment l’adsorció d’arsènic amb els adsorbents Bayoxide E33 i Lewatit FO 36 i l’adsorció de manganès amb pirolusita. Els resultats experimentals s’ajusten a les isotermes de Freundlich i Langmuir, i es calcula la capacitat d’adsorció de cadascun d’ells a la concentració mitjana que es troben els metalls a l’aigua freàtica provinent del riu Besòs ([As]= 11,7 µg/L i [Mn]= 258 µg/L). En el cas del arsènic també s’ha estudiat la competitivitat en l’adsorció utilitzant dissolucions amb una concentració de sulfats aproximada a la concentració en l’aigua freàtica 160 mg/L i també utilitzant directament l’aigua freàtica per preparar les dissolucions. Finalment, es calculen els temps de ruptura d’una columna d’adsorció d’arsènic i una altra de pirolusita dimensionades per l’empresa Hidroglobal Water Solutions S.A per tractar aquesta aigua freàtica en una planta pilot. Els resultats mostren una gran adsorció d’arsènic superiors als 2 mg/g en els experiments amb dissolucions pures sense competències. Els experiments amb competència de sulfats mostren una reducció d’adsorció, i la capacitat d’adsorció dels adsorbents disminueix fins a valors al voltant de 1 mg/L. El Bayoxide E33 presenta una major adsorció que el Lewatit FO 36 amb dissolucions pures i amb presència de sulfats. En els experiments amb aigua freàtica i l’adsorbent Bayoxide E33 la reducció encara és més gran degut a la presència de sulfats i altres compostos arribant a valors de 0.75 mg/g. La isoterma de Langmuir s’ajusta millor a tots els resultats experimentals excepte a l’experiment amb Bayoxide i amb una dissolució pura d’arsènic, on la isoterma de Freundlich s’ajusta millor. Els resultats amb manganès mostren una capacitat d’adsorció de la pirolusita, prèviament activada, de 1.2 mg/g aproximadament a la concentració mitjana de manganès a l’aigua freàtica. També es mostra la diferencia en la capacitat d’adsorció quan la pirolusita no ha estat activada prèviament, obtenint una capacitat d’adsorció al voltant de 0.2 mg/g. Els temps de ruptura de la columna d’arsènic (Ø 411 mm x 1893 mm d’altura ) calculat a partir de la capacitat d’adsorció obtinguda en els experiments de l’aigua freàtica esta al voltant de 145 dies. El temps de ruptura de la columna de manganès (Ø555 mm x 1968 mm d’altura) considerant la capacitat d’adsorció obtinguda amb la isoterma de Langmuir és de 64 dies.