Reducción de la turbidez del agua usando coagulantes naturales: una revisión

Contenido principal del artículo

Autores

Luis Guzmán
Ángel Villabona
Candelaria Tejada
Rafael García

Resumen

La coagulación es el proceso más importante en el tratamiento convencional del agua. Su aplicación incluye la remoción de especies en suspensión, mediante la adición de coagulantes químicos, cuyo uso trae desventajas asociadas a altos costos de adquisición, producción de grandes volúmenes de lodo y el hecho de que afectan el pH del agua tratada. Por lo expuesto anteriormente, se hace necesario la búsqueda de alternativas que incluyan la utilización de coagulantes de origen vegetal, entre otras. Este trabajo tuvo como propósito realizar una revisión bibliográfica acerca del uso de los coagulantes naturales de origen vegetal, utilizados en la remoción de turbidez en procesos de tratamiento de aguas y dar a conocer otros aspectos importantes, como su clasificación, su eficiencia y sus mecanismos de coagulación, empleados por cada uno de los materiales naturales estudiados. Como resultado, se encontró que todos los extractos de origen vegetal reportados son eficientes en la remoción de la turbidez del agua, producen menor cantidad de lodos y su principal mecanismo de coagulación utilizado es la adsorción y la neutralización de cargas.

Palabras clave:

Detalles del artículo

Referencias

1. ANTOV, M.G.; ŠĆIBAN, M.B.; ADAMOVIĆ, S.R.; KLAŚNJA, M.T. 2007. Investigation of isolation con- ditions and ion-exchange purification of protein coa- gulation components from common bean seed. BI- BLID: 1450-7188. 38:3-10.

2. ANTOV, M.G.; ŠĆIBAN, M.B.; PETROVIĆ, N.J. 2010. Pro- tein from common bean (Phaseolus vulgaris) seed as a natural coagulant for potential application in water turbidity removal. Biores. Techn. 101:2167-2172.

3. ARBOLEDA VALENCIA, J. 1992. Teoría y Práctica de la purificación del agua. Ed. Acodal. Colombia. 72p.

4. ASRAFUZZAMAN, M.D.; FAKHURUDDIN, A.N.M.; ALA- MGIR HOSSAIN, M.D. 2011. Reduction of turbidity of water using locally available natural coagulants. Int. Scholarly Res. Network. ISRN Microbiology. Arti- cle ID 632189. 6p.

5. BABU, R.; CHAUDHURI, M. 2005. Home water treatment by direct filtration with natural coagulant. J. Water Health. 3:27-30.

6. BELTRÁN-HEREDIA, J.; SÁNCHEZ-MARTÍN, J.; GÓ- MEZ-MUÑOZ, M.C. 2010. New coagulant agents from tannin extract: preliminary optimization studies. Chem. Eng. J. 162:1019-1025.

7. BELTRÁN-HEREDIA, J.; SÁNCHEZ-MARTÍN, J.; DÁVI- LA-ACEDO, M.A. 2011. Optimization of the synthe- sis of a new coagulant from a tannin extract. J. Haz. Mat. 186:1704-1712.

8. BOLTO, B.A. 1995. Soluble polymer in water purifica- tion. Prog. Polym. Sci. 20:987-1041.

9. BOLTO, B.; GREGORY, J. 2007. Organic polyelectro- lytes in water treatment. Water Res. 41:2301-2324.

10. CRITTENDEN, J.C.; TRUSSELL, R.R.; HAND, D.W.; HOWE, K.J.; TCHOBANOGLOUS, G. 2005. Water treatment principles and design, 2nd ed.; John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, New Jersey. 578p.

11. DEMPSEY, B. 2006. Coagulant characteristics and reac- tions. En: Newcombe, G.; Dixon, D. (Eds.) Interface Science in Drinking Water Treatment: Theory and Applications. Arthur Hubbard (Series Editor), Inter- face Science and Technology - Vol. 10, Elsevier, The Netherlands, 5p.

12. FERNÁNDEZ, A.; CHÁVEZ, M.; HERRERA, F.; MAS Y RUBI, M.; MEJIAS, D.; DÍAZ, A. 2008. Evaluación del exudado gomoso de Acacia siamea como coa- gulante en la clarificación de las aguas para consumo humano. Rev. Tec. Ing. U. Zulia. 31(Ed. Espe- cial):32-40.

13. FLATEN, T.P. 2001. Aluminium as a risk factor in Al zheimer’s disease, with emphasis on drinking water. Brain Res. Bull. 55:187-196.

14. FUENTES, L.; MENDOZA, I.; ÁNGELA, S.; LÓPEZ, M.; CASTRO, M.; URDANETA, C. 2011. Efectividad de un coagulante extraído de Stenocereus griseus (Haw.) Buxb. en la potabilización del agua. Rev. Téc. Ing. U. Zulia. 1(34):48-56.

15. GANJIDOUST, H.; TATSUMI, K.; YAMAGISHI, T.; GHO- LIAN, R.N. 1997. Effect of syntethic and natural coa- gulant on ligning removal from pulp and paper waste water. Water Sci. Techn. 35:286-291.

16. GASSENSCHMIDT, U.; JANY, K.K.; TAUSCHER, B.; NIE- BERGALL, H. 1995. Isolation and characterization of a flocculation protein from Moringa oleifera Lam, BBA. Biochem. Biophys. Acta. 1243:477-481.

17. GHEBREMICHAEL, K.A.; GUNARATNA, K.R.; HENRIK- SSON, H.; BRUMER, H.; DALHAMMAR, G.A. 2005. A simple purification and activity assay of the coagu- lant protein from Moringa oleifera seed. Water Res. 39:2338-2344.

18. GOYCOOLEA, F.; CÁRDENAS, A. 2004. Pectins from Opuntia spp.: a short review. J. Profess. Assoc. Cac- tus Develop. 5:17-29.

19. GONZÁLEZ, G.; CHÁVEZ, M.; MEJÍAS, D.; MAS Y RUBÍ, M.; FERNÁNDEZ, N.; LEÓN DE PINTO, G. 2006. Use of exudated gum produced by Samanea saman in the potabilization of the water. Rev. Técn. Ing. U. Zulia. 29(1):14-22.

20. GRAHAM, N.; GANG, F.; FOWLER, G.; WATTS, M. 2008. Characterization and coagulation performance of a tannin-based cationic polymer: A preliminary as- sessment. Coll. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. 327(1):9-16.

21. HAAROFF, J.; CLEASBY, J. 1988. Comparing alumi- num and iron coagulants for in line filtration of cold waters. J. Am. Water Works Assoc. 80:168-175.

22. JEON, J.R.; KIM, E.J.; KIM, Y.M.; MURUJESAN, K.; KIM, J.H.; CHANG, Y.S. 2009. Use of grape seed and its natural polyphenol extracts as a natural organic coagulant for removal of cationic dyes. Chemosph. 77:1090-1098.

23. KIELY, G. 1999. Ingeniería ambiental. Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión. Vol. II. España. McGraw-Hill. 1331p.

24. LEE, S.H.; LEE, S.O.; JANG, K.L.; LEE, T.H. 1995. Mi- crobial flocculant from Arcuadendron SP-49. Biote- chnol. Lett. 17:95-100.

25. MATSUHIRO, B.; LILLO, L.; SÁENZ, C.; URZÚA, C.; ZÁRATE, O. 2006. Chemical characterization of the mucilage from fruits of Opuntia ficus indica. Carbo- hydrate Polymer. 63:263–267.

26. McCARTHY, J.F.; ZACHARA, J.M. 1989. Subsurface transport of contaminants. Environ. Sci. Technol. 23(5):496-502.

27. MATILAINEN, A.; VEPSÄLÄINEN, M.; SILLANPÄÄ, M. 2010. Natural organic matter removal by coagula- tion during drinking water treatment: A review. Adv. Colloid Interface Sci. 159:189-197.

28. MEDINA-TORRES, L.; BRITO-DE LA FUENTE, E.; TO- RRESTIANA-SÁNCHEZ, B.; KATTHAIN, R. 2000. Rheological properties of the mucilage gum (Opun- tia ficus indica). Food Hydrocoll. 14:417-424.

29. MILLER, R.G.; KOPFLER, F.C.; KELTY, K.C.; STOBER, J.A.; ULMER, N.S. 1984. The occurrence of alumi- nium in drinking water. J. Am. Water Workers Assoc. 76:84-91.

30. MILLER, S.M.; FUGATE, E.J.; CRAVER, V.O.; SMITH, J.A.; ZIMMERMAN, J.B. 2008. Toward understan- ding the efficacy and mechanism of Opuntia spp. as a natural coagulant for potential application in water treatment. Environ. Sci. Technol. 42:4274-4279.

31. MUYUBI, S.A.; EVINSON, L.M. 1995 Optimizing physi- cal parameters affecting coagulation of turbid water with Moringa oleifera seeds. Wat. Res. 29(12):2689- 2695.

32. NDABIGENGESERE, A.; NARASIAH, K.S.; TALBOT, B.G. 1995. Active agent and mechanism of coagu- lation of turbid waters using Moringa oleifera. Wat. Res. 29(2):703-710.

33. OKUDA, T.; BAES, A.U.; NISHIJIMA, W.; OKADA, M. 2001. Isolation and characterization of coagulant ex- tracted from Moringa oleifera seed by salt solution. Wat. Res. 35:405-410.

34. ÖZACAR, M.; SENGIL, I.A. 2000. Effectiveness of tan- nins from valonia as a coagulant aid for dewatering of sludge. Wat. Res. 34(4):1407-1412.

35. ÖZACAR, M.; SENGIL, I.A. 2003. Evaluation of tannin biopolymer as a coagulantaid for coagulation of colloidal particles Colloids and Surfaces A. Physico- chem. Eng. Aspects. 229:85-96.

36. PRADO, H.; MATULEWICZ, M.; BONELLI, P.; CUKIER- MAN, A. 2011. Potential use of a novel modified seaweed polysaccharide as flocculating agent. Des- alin. 281:100-104.

37. PRITCHARD, M.; MKANDAWIRE, T.; EDMONDSON, A.; O´NEILL, J.G.; KULULANGA, G. 2009 Potential of using plant extracts for purification of shallow well water in Malawi. Phys. Chem. Earth. 34:799-805.

38. PRITCHARD, M.; CRAVEN, T.; MKANDAWIRE, T.; ED- MONDSON, A.S.; O’NEILL, J.G. 2010. A comparison between Moringa oleifera and chemical coagulants in the purification of drinking water – An alternative sustainable solution for developing countries. Phys. Chem. Earth. 35:798-805.

39. RODRÍGUEZ M., J.P.; LUGO U., I.P.; ROJAS C., A.V.; MALAVER C., C. 2007. Evaluación del proceso de la coagulación para el diseño de una planta potabiliza- dora. Umbral Científico. 11:8-16.

40. ROMERO, J. 2000. Calidad del Agua. Escuela Colombiana de Ingeniería. p.452-468.

41. SAAG, L.; SANDERSON, G.; MOYNA, P.; RAMOS, G. 1975. Cactasea mucilage composition. J. Sci. Food Agr. 26:993-1000.

42. SÁNCHEZ-MARTÍN, J.; BELTRÁN-HEREDIA, J.; SO- LERA-HERNÁNDEZ, C. 2010a. Surface water and wastewater treatment using a new tannin-based coagulant. Pilot Plant Trials. J. Environ. Managem. 91:2051-2058.

43. SÁNCHEZ-MARTÍN, J.; GONZÁLEZ-VELASCO, M.; BEL- TRÁN-HEREDIA, J. 2010b. Surface water treatment with tannin-based coagulant from Quebracho (Schi- polsis balansae). Chem. Eng. J. 165:851-858.

44. SANGHI, R.; BHATTACHARYA, B.; SINGH, V. 2002. Cas- sia angustifolia seed gum as an effective natural coagulant for decolourisation of dye solutions. Green Chem. 4:252-254.

45. SANTOS, A.F.S.; LUZ, L.A.; ARGOLO, A.C.C.; TEIXRI- RA, J.A.; PAIVA, P.M.G.; COELHO, L.C.B.B. 2009. Isolation of a seed coagulant Moringa oleifera lectin. Process Biochem. 44:504-508.

46. ŠĆIBAN, M.; KLAŠNJA, M; STOJIMIROVIC, J. 2005. Investigation of coagulation activity of natural coa- gulants from seeds of different leguminose species. Acta Periodica Technol. 36:81-87.

47. ŠĆIBAN, M.; KLAŠNJA, M.; ANTOV, M.; ŠKRBIĆ, B. 2009. Removal of water turbidity by natural coagu- lants obtained from chestnut and acorn. Biores. Te- chn. 100:6639-6643.

48. SCHULTZ, C.R.; OKUN, D.A. 1992. Surface water treatment for communities in developing countries. John Wiley and Sons Inc. Intermediate Technology Publications, Grand Britain. 300p.

49. TRACHTENBERG, S.H.; MAYER, A. 1981. Calcium oxa- late crystals in Opuntia ficus-indica (L.) Mill.: develo- pment and relation to mucilage cells— A Stereologi- cal analysis. Protoplasma, 109:271-283.

50. VARGAS CAMARENO, M.; ROMERO ESQUIVEL, L.G. 2006. Aprovechamiento de algunos materiales en el desarrollo de coagulantes y floculantes para el tratamiento de aguas en Costa Rica. Tecn. Marcha. 19(4):37-41.

51. YANG, Y.C.; ABDUL-TALIB, S.; PEI, L.Y.; NIZAN ISMAIL, M.S.; AISAH ABD-RAZAK, SN.; MAHYUDDIN MO- HD-MOHTAR, A. 2008. A study on cactus Opun- tia as natural coagulant in turbid water treatment. Disponible desde Internet en: http://ptarpp2.uitm. edu.my/suhaimiabdultalib/fulltext/A%20Study%20 On%20Cactus.pdf (con acceso 12/04/2012).

52. YIN, C.Y. 2010. Emering usage of plant-based coagu- lants for water and wastewater treatment. Process Biochem. 45:1437-1444.

53. YONGABI, K.A. 2004. Studies on the potential use of me- dicinal plants and macrofungi (lower plants) in water and wastewater purification. FMENV/ZERI Res. Cen- tre. Abubakar Tafawa Balewa U. Bauchi. Nigeria. Disponible desde Internet en: http:www.botech.kth.se/ iobb/news/e-sem-05.html (con acceso10/04/2012).

54. ZHANG, J.; ZHANG, F.; LUO. Y.; YANG. H. 2006. A preliminary study on cactus as coagulant in water treatment. Process Biochem. 41:730-733.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.