Uso de la cáscara de coco (Cocos nucifera) como medio filtrante en el tratamiento del agua del campo El Salto, Venezuela
DOI:
https://doi.org/10.14482/inde.38.1.628.16Palabras clave:
Aceite en agua, Agua de procesos, Cáscara de coco, Filtración, Sólidos suspendidosResumen
La filtración es una etapa de purificación que elimina los sólidos suspendidos y los restos de aceites presentes en el agua. Este proceso de separación tiene su basamento principal en el uso de un medio con características de porosidad y permeabilidad idóneas. Por tanto, se evaluó el uso de la cáscara de coco (Cocos nucifera) como medio filtrante alternativo en el tratamiento del agua del campo El Salto. Para esto se realizó una caracterización de las condiciones originales del agua de procesos, así como la pulverización de la cáscara del coco, seguido de la consecuente selección de partículas de 1 mm, 2 mm y 3 mm implementados para medir la eficacia del proceso de filtración. Una vez desarrollada la investigación se observó que la aplicación de un tamaño de partícula de 2 mm generó una disminución en la concentración de sólidos suspendidos desde 170 mg/L a 53 mg/L, representando una eficacia del 68,82 %. Por otra parte, el descenso de la concentración de aceites en agua manifestó una eficacia del 98,55 %, de lo cual se concluye que el material orgánico pulverizado en un tamaño de partícula de 2 mm es una alternativa viable que representaría una reducción en los costos de tratamiento.
Citas
C. Liscano, Problemas de alta producción de agua y gas, 2013. Disponible en: https://es.scribd.com/doc/184073173/4-Problemas-de-alta-produccion-de-agua-y-gas
S. Marfisi, & L. Salager, «Deshidratación de crudo», 2015. Disponible en: https://estrucplan.com.ar/producciones/contenido-tecnico/p-efluentes-liquidos-y-gaseosos/deshidratacion-de-crudo-parte-1/
E. Gutiérrez, N. Fernández, L. Herrera, Y. Sepúlveda, & Z. Mármol, «Efecto de la aplicación de ozono sobre la biodegradabilidad de aguas de formación», Multiciencias, vol. 2, pp. 50-54, 2002.
A. García, F. Arreguín, S. Hernández, & D. Lluch, «Impacto ecológico de la industria petrolera en sonda de Campeche, México, tras tres décadas de actividad: una revisión», Interciencia, vol. 29, pp. 311-319, 2004.
H. Ma, & B. Wang, «Electrochemical pilot-scale plant for oil field produced wastewater by M/C/Fe electrodes for injection», J. Hazardous Materials, vol. 132, pp. 237-243, 2006.
Decreto 883, Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Líquidos, Caracas, Venezuela, 1995.
R. Ramalho, Tratamiento de aguas residuales. España, 2003.
Y. Huang, H. Zhan, D. Li, H. Tian, & Ch. Chang, «Tunicate cellulose nanocrystals modified commercial filter paper for efficient oil/water separation», Journal of Membrane Science, vol. 591, pp. 1-8, 2019.
J. Rodríguez et al., «Tecnología solar aplicada a la purificación de agua», Tecnia, vol. 20, n.o 1, pp. 55-64, 2010.
J. Blanco Gálvez, & D. Alarcón Padilla, «Incorporación de la energía solar en las tecnologías del agua: desalación solar para la provisión de agua en zonas remotas», Tecnia, vol. 20, n.o 1, pp. 13-44, 2010.
Y. Caldera et al., «Quitosano como coagulante durante el tratamiento de aguas de producción de petróleo», Boletín del Centro de Investigaciones Biológicas, vol. 43, n.o 4, pp. 541-555, 2009.
J. Álava, «Aplicación de quitosano como biocoagulante en aguas residuales contaminadas con hidrocarburos», Enfoque UTE, vol. 6, n.o 3, pp. 52-64, 2015.
A. Revelo, D. Proaño, & C. Banchón, «Biocoagulación de aguas residuales de industria textilera mediante extractos de Caesalpinia spinosa», Enfoque UTE, vol. 6, n.o 1, pp. 1-12, 2015.
C. Banchón, R. Baquerizo, D. Muñoz, & L. Zambrano, «Coagulación natural para la descontaminación de efluentes industriales», Enfoque UTE, vol. 7, n.o 4, pp. 111-126, 2016.
J. García González, D. Peñafiel Heredia, & R. Rodríguez, «Bioremediación de hidrocarburos en aguas residuales con cultivo mixto de microorganismos: caso Lubricadora Puyango», Enfoque UTE, vol. 10, n.o 1, pp. 185-196, 2019.
A. Martins Pinheiro, M. R. Salla, & M. L. Bolanos Rojas, «Tratamiento de aguas residuales provenientes de industria de productos de limpieza y desinfectantes por ozonización convencional y catalítica», Ingeniare. Revista Chilena de Ingeniería, vol. 27, n.o 2, pp. 223-235, 2019.
A. Saxena, B.P. Tripathi, M. Kumar, & V.K. Shahi, «Membrane-based techniques for the separation and purification of proteins: an overview», Adv. Colloid Interface Sci, vol. 145, pp. 1-22, 2009.
Z. Chu, Y. Feng, & S. Seeger, «Oil/water separation with selective superanti wetting/superwetting surface materials», Angew. Chem. Int. Ed. , vol. 54, pp. 2328-2338, 2015.
Q. Ma et al., «Preparation of superhydrophilic and underwater superoleophobic nanofiber-based meshes from waste glass for multifunctional oil/water separation», Small, vol. 13, pp. 1-7, 2017.
M. Wegelin, G. Galvis, & J. Latorre, «La filtración gruesa en el tratamiento de agua de fuentes», Instituto de Investigación y Desarrollo en Agua Potable, Saneamiento Básico y Conservación del Recurso Hídrico (Cinara), Publicación Sandec N.o 4/98 1998.
L. Madueño, M. Meza, & C. Rashta, «Tratamiento y reuso de aguas grises mediante un filtro lento de arena», Tecnia, vol. 28, n.o 1, pp. 81-85, 2018.
D. Pérez, «Análisis de la zeolita como medio filtrante en el tratamiento de aguas residuales provenientes de la lavadora de autos Ayuda al campesino de la Parroquia La Matriz», trabajo de Grado, Universidad Técnica de Ambato, Ecuador, 2017.
H. Shaker Majdia, M. Shanshal Jaafarb, & A. M. Abeda, «Using KDF material to improve the performance of multi-layers filters in the reduction of chemical and biological pollutants in surface water treatment», South African Journal of Chemical Engineering, vol. 28, pp. 39-45, 2019.
N. Peña-Gómez, M. Ruiz-Rico, E. Pérez-Esteve, I. Fernández-Segovia, & J. M. Barat, «Novel antimicrobial filtering materials based on carvacrol, eugenol, thymol and vanillin immobilized on silica microparticles for water treatment», Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 58, pp. 1-9, 2019.
J. V. Reyes, «Determinación de la eficiencia del aserrín y la fibra de coco utilizados como empaques para la remoción de contaminantes en biofiltros para el tratamiento de aguas residuales», Enfoque UTE, vol. 7, n.o 3, pp. 41-56, 2016.
L. Semerjian, «Removal of heavy metals (Cu, Pb) from aqueous solutions using pine (Pinus halepensis) sawdust: equilibrium, kinetic and thermodynamic studies», Environmental Technology & Innovation, vol. 12, pp. 91-103, 2018.
F. Rincones Poyer, S. Marfisi Valladares, J. Á. Danglad Flores, & V. Salazar Palencia, «Adsorción de hidrocarburos de petróleo en agua mediante una columna empacada con bagazo de caña de azúcar», Saber, Universidad de Oriente, vol. 27, n.o 3, pp. 441-453, 2015.
H. A. Alalwan, M. N. Abbas, Z. N. Abudi, & A. H. Alminshid, «Adsorption of thallium ion (Tl+3) from aqueous solutions by rice husk in a fixed-bed column: experiment and prediction of breakthrough curves», Environmental Technology & Innovation, vol. 12, pp. 1-13, 2018.
M. Bayat, A. Alighardashi, & A. Sadeghasadi, «Fixed-bed column and batch reactors performance in removal of diazinon pesticide from aqueous solutions by using walnut shell-modified activated carbon», Environmental Technology & Innovation, vol. 12, pp. 148-159, 2018.
K. V. Mahindrakar, & V. K. Rathod, «Utilization of banana peels for removal of strontium (II) from water», Environmental Technology & Innovation, vol. 11, pp. 371-383, 2018.
V. Subbaiah Munagapatia, V. Yarramuthib, Y. Kima, K. M. Leea, & D-S. Kima, «Removal of anionic dyes (Reactive Black 5 and Congo Red) from aqueous solutions using banana peel powder as an adsorbent», Ecotoxicology and Environmental Safety, vol. 148, pp. 601-607, 2018.
A. García, «Tratamiento de agua contaminada con metales pesados, utilizando como medios filtrantes biorresina intercambiadora de cationes de la cáscara y tallo de guineo y carbón activado de endocarpo de coco», Escuela Especializada de Ingeniería ITCA-Fepade, San Salvador, El Salvador, Informe final de investigación 2018.
I. K. da Silva Correia et al., «Application of coconut shell, banana peel, spent coffee grounds, eucalyptus bark, piassava (Attalea funifera) and water hyacinth (Eichornia crassipes) in the adsorption of Pb2+ and Ni2+ ions in water», Journal of Environmental Chemical Engineering, vol. 6, pp. 2319-2334, 2018.
V. Dhyani, & T. Bhaskar, «A comprehensive review on the pyrolysis of lignocellulosic biomass», Energy, vol. 129, 2017.
P. Talbot et al., «Uso de un material biofiltrante basado en mesocarpio de coco en un sistema de tratamiento de aguas residuales», Patente de utilidad ES 2 285 173 T3, noviembre 16, 2007.
V. Carrillo, & N. Sánchez, «Elaboración de un filtro a base de carbón activado obtenido del endocarpo de coco con el propósito de reducir la dureza en el agua potable», trabajo de grado, Facultad de Química y Farmacia, Universidad de El Salvador, San Salvador, 2013.
R. R. Karri, N. S. Jayakumar, & J. N. Sahu, «Modelling of fluidised-bed reactor by differential evolution optimization for phenol removal using coconut shells based activated carbon», Journal of Molecular Liquids, vol. 231, pp. 249-262, 2017.
M. Talat et al., «Effective removal of fluoride from water by coconut husk activated carbon in fixed bed column: experimental and breakthrough curves analysis», Groundwater for Sustainable Development, vol. 7, pp. 48-55, 2018.
E. Yachas Tena, «Grado de eficacia del carbón activado de la cáscara de coco, en la absorción del hierro y plomo del agua de consumos de los estudiantes de la I.E. San Andrés de Paragsha-Simón Bolívar 2018», trabajo de grado, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Daniel Alcides Carrión, Cerro de Pasco, Perú, 2019.
L. Chandana, K. Krushnamurty, D. Suryakala, & Ch. Subrahmanyam, «Low-cost adsorbent derived from the coconut shell for the removal of hexavalent chromium from aqueous medium», Materials Today: Proceedings, pp. 1-8. doi:https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.04.205, 2019.
ASTM International, ASTM E70: Método de prueba estándar para pH de soluciones acuosas con el electrodo de vidrio. West Conshohocken, PA.: ASTM International, 2015.
Hach, Método fotométrico 8006. Procedimiento para la prueba de determinación de sólidos suspendidos, PA., EE. UU.
E. Olsen, Métodos ópticos de análisis. España: Editorial Reverté, 1990.
SMWW, Métodos estándar para el examen de agua y aguas residuales, SMWW-2340. Dureza total a través del método volumétrico.
SMWW Métodos estándar para el examen de agua y aguas residuales, SMWW-3111. Contenido de Calcio y Magnesio. Espectrofotometría de absorción atómica.
ASTM International, ASTM D4972:95a. Método de prueba estándar para pH de sólidos. West Conshohocken: ASTM International, 1995.
ASTM International, ASTM C29/C29M-07. Método de prueba estándar para la densidad aparente. West Conshohocken: ASTM International, 2007.
Comisión Venezolana de Normas Industriales, Norma COVENIN 242:79. Papeles. Método de ensayo para determinar la humedad por secado en estufa. Caracas: Fondonorma, 1979.
Petróleos de Venezuela, S.A. (PDVSA). (2017) Análisis de laboratorio de muestra de pozo tanque, Empresa Mixta Petrodelta, S.A. Presentación en Power Point.
Comisión Venezolana de Normas Industriales, Norma COVENIN 2768:91. Aguas naturales, industriales y residuales. Preparación de muestras para la determinación de metales. Caracas: Fondonorma, 1991.
S. Manahan, Introducción a la química ambiental. Ciudad de México: Editorial Reverté, 2006.
J. Otálora, Water production, Hawaii, 2012.
C. Islas, & A. Muñoz, Evaluación experimental de inhibidores de incrustación. Ciudad de México, 1977.
M. Andrei, & F. Gagliardi, «Redissolution studies in bulk and in coreflood for PPCA scales inhibitor», Journal of Petroleum Science and Engineering, vol. 43, n.o 1, pp. 35-55, 2004.
A. Peña, A. Arroyo, A. Gómez, A. Tapa, & R. Gómez, Bioquímica, 2ª ed. Ciudad de México: Editorial Limusa, 2004.
J. Osorio, Y. Pereira, M. Gómez, & R. Manjarrez, Determinación de la densidad aparente, densidad nominal y la absorción. Sincelejo, 2012.
} Zhengzhou, «Wade water treatment material», presentación en Power Point, 2018.
U. Álvarez et al., Manual de actividades experimentales, 2ª ed. Ciudad de México: Editorial El Colegio, 2006.
M. Kutilek, & D. Nielsen, Caracterización de medios porosos. Alemania: Editorial GeoEcology, 1994.
M. Molina, «Elaboración de un filtro artesanal de agua utilizando materiales no convencionales, evaluando su eficiencia para la disminución de los niveles de contaminación de aguas residuales generadas por una lavadora de autos», trabajo de grado, Universidad Técnica de Ambato, Ecuador, 2016.
R. Campos, Evaluación de la operación, mantenimiento y mejoramiento de doce plantas de tratamientos de aguas residuales en Guatemala, El Salvador y Honduras. Costa Rica: Editorial Prodoma, 2005.