Diseño de filtros de bioarena para remover metales pesados (As, Cd, Cr, Pb y Fe) en aguas de uso doméstico

• Autores: Leguía Ramírez, Juan Carlos, Puma Torres, Pilar Sheryn
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2016
• Institución: Universidad Nacional de San Agustín
• Repositorio: UNSA-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.unsa.edu.pe:UNSA/1893
• Enlace del recurso: http://repositorio.unsa.edu.pe/handle/UNSA/1893
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Bioarena; Metales contaminantes; Aguas; Arsenico; Precipitación eléctroquimica; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.01

En el desarrollo de la investigación se han realizado modificaciones sustanciales en los filtros de bioarena de tal manera, que estos sean capaces de disminuir la concentración de metales altamente contaminantes como son: plomo, cadmio, arsénico, cromo y hierro; para cumplir con los LMP del “Reglamento de Calidad del Agua para Consumo Humano” DS N° 031-2010 SA, investigación que tuvo como objetivo principal adaptar los filtros de bioarena (usados para remoción de patógenos humanos) para la remoción adicional de metales pesados como un prototipo de tratamiento integral de agua a escala domiciliaria, de fácil manipulación y de bajo costo. El filtro de bioarena (FBA) es una adaptación del filtro de arena, lento y tradicional cuyo propósito es eliminar los sedimentos, patógenos y otras impurezas que causan enfermedades gastro-intestinales. Los filtros de bio-arena fueron diseñados especialmente para la purificación del agua a nivel domiciliaria y puedan ser fácilmente instalados en domicilios que carezcan de un servicio de agua potable, previa capacitación de las familias. El contenedor del filtro, en el presente trabajo, fue construido de vidrio en primera instancia para pruebas técnicas y posteriormente de concreto, el cual se llena con capas de arena y grava especialmente seleccionada y preparada para este fin. Se realizaron modificaciones al filtro de bioarena tradicional para lograr la adaptación de los accesorios para la remoción de metales pesados. La remoción de arsénico se logró mediante la adsorción con hidróxido de hierro y consecuente co-precipitación. El accesorio es simple y de fácil manipulación ya que está compuesto esencialmente de clavos de hierro. Con dicho accesorio se puede remover más del 95% de arsénico considerando concentraciones iniciales de hasta 100 veces el límite máximo permisible. La remoción de los metales pesados (Cd, Cr, Pb, Fe) se logró mediante la precipitación electroquímica en gránulos de cobre-zinc. El accesorio diseñado logró reducir la contaminación de más del 99% de cromo y cadmio, y valores por encima del 98% de remoción de plomo y hierro, considerando concentraciones iniciales de hasta 100 veces el límite máximo permisible. Los patógenos y los sólidos suspendidos presentes en el agua contaminada, se extraen a través de la combinación de procesos biológicos y químicos que tienen lugar en la capa biológica y dentro de la capa de arena. Finalmente, los filtros de bioarena adaptados pueden generar un gran impacto sanitario, social, ambiental y económico no solo en nuestra región sino también puede ser de utilidad para todas las demás regiones que tienen problemas con metales pesados en sus aguas.