Tratamientos combinados mediante carbón activado y ozono para reducir la presencia de atrazina, simazina, carbamazepina y diclofenaco en medio acuoso

Resumen

En este estudio, se investigó la reducción de los contaminantes orgánicos emergentes atrazina, simazina, carbamazepina y diclofenaco presentes en el agua, mediante adsorción, oxidación y una combinación de ambos tratamientos por fases. Los ensayos de adsorción se realizaron mediante el método ASTM D3860–98 con dos tipos de carbón activado: carbón activado en polvo y carbón activado granular. Para los ensayos de oxidación, se utilizó el proceso de oxidación por ozono. Por último, en los ensayos combinados, se aplicó primero el tratamiento de adsorción seguido de la oxidación y luego se invirtió el orden. Se estudió el porcentaje de reducción de los contaminantes para cada tratamiento a distintos tiempos de contacto. Los ensayos se realizaron a tres concentraciones iniciales diferentes de cada contaminante y se estudió la variación de la dosis de carbono y ozono. Los resultados obtenidos a la concentración inicial más baja para cada contaminante, 0.7 mg L-1, mostraron que, en los ensayos de adsorción con carbón activado en polvo, para una dosis de 16 mg L-1, y tiempos de contacto de 1, 24 y 48 horas, se obtuvieron reducciones porcentuales del contaminante atrazina del 81, 92 y 94%, para la simazina del 64, 80 y 87%, la carbamazepina del 53, 95 y 99% y el diclofenaco del 92, 98 y 99% respectivamente. En los ensayos de adsorción con carbón activado granular, manteniendo la misma concentración de contaminante y dosis de carbón activado, el porcentaje de reducción de todos los contaminantes en la primera hora fue inferior del 10%, pero el porcentaje se elevó al 25 y 34% en la atrazina tras 24 y 48 horas de tiempo de contacto, en el resto de contaminantes fue del 21 y 32% para la simazina, 24 y 37% para la carbamazepina y 27 y 40% en el estudio con diclofenaco, respectivamente. Para los ensayos de oxidación con ozono, manteniendo la misma concentración inicial de contaminante, cuando se aplicó ozono a una dosis de 19.7 mg L-1 para los pesticidas y 0.224 mg L-1 para los fármacos, y con un tiempo de reacción de 4 minutos, se obtuvo una reducción de: atrazina del 93%, simazina del 82%, carbamazepina del 98% y diclofenaco del 78%, pero se produjeron subproductos por la oxidación. Por último, en los ensayos combinados, con la misma concentración inicial de contaminante y las mismas dosis de carbón activado y ozono indicadas anteriormente, cuando el tratamiento combinado empezaba con carbón activado en polvo seguido de ozono, el tiempo de contacto requerido para alcanzar una reducción superior al 90% fue inferior a 1 hora en todos los contaminantes estudiados. Mientras que, cuando el tratamiento iniciaba con carbón activado granular el tiempo de contacto fue de 3 días. Cuando se invirtió el orden del tratamiento, iniciando con ozono y seguido de carbón activado en polvo, ocurre de igual manera que en los tratamientos combinados de carbón activado en polvo seguido de ozono, los cuales, requirieron de tiempos de contacto inferiores a 1 hora para alcanzar reducciones superiores al 90% en todos los contaminantes estudiados. Por otro lado, cuando el carbón activado era granular, el tiempo de contacto requerido aumentó a 4 días para todos los contaminantes estudiados. Por lo tanto, se obtuvieron mejores reducciones frente al tiempo de los contaminantes orgánicos emergentes estudiados, cuando el tratamiento combinado fue con carbón activado en polvo que con carbón activado granular. Siendo más favorable el tratamiento combinado que inicia con ozono y termina con carbón activado en polvo ya que además de reducir el contaminante principal, permitiría reducir los subproductos generados en la oxidación.