Sistema combinado para el tratamiento del agua de rechazo de un sistema de purificación por ósmosis inversa

Abstract

El objetivo de este estudio fue evaluar la remoción de contaminantes inorgánicos presentes en el agua de rechazo proveniente del proceso de ósmosis inversa de plantas purificadoras de agua mediante el tratamiento combinando de un proceso fisicoquímico con un proceso basado en la fitorremediación, mediante el uso de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal. La planta que mostro más tolerancia y mejores porcentajes de remoción fue Thalia geniculata de acuerdo con pruebas en lote. La caracterización del agua de rechazo permitió determinar que ésta contiene principalmente sales de calcio, magnesio, sodio, potasio, cloruros, sulfatos y elementos tóxicos como arsénico y fluoruro. El tratamiento fisicoquímico por coagulación-floculación con Al (OH)3 y un floculante comercial removió 87 % de sulfatos. El tratamiento mediante un humedal construido de flujo subsuperficial horizontal (HCFSH) alimentado en flujo continuo mostró eficiencias de remoción de 55.8 % para arsénico, 50 % para fluoruros y 51 % para sulfatos; el humedal se operó durante 163 días con un tiempo de residencia hidráulico (TRH) de 6 días y un flujo de 6±2 mL/min. Las plantas no mostraron signos de afectación ante los tóxicos que podían manifestarse como marchitamiento, clorosis y otros. La prueba combinada se realizó por lote obteniendo las siguientes eficiencias de remoción: 30 % de calcio, 79.7 % de sulfatos, 64.1 % de arsénico y 60.5 % de fluoruros. Los resultados muestran que el tratamiento combinado, aun y cuando se realizó a nivel de pruebas por lote, es potencialmente aplicable para el tratamiento de agua de rechazo de sistemas de purificación basado en ósmosis inversa y puede escalarse a nivel de un humedal construido con T. geniculata. El HCFSH demostró ser eficiente en la remoción de arsénico, fluoruros y sulfatos aun cuando el agua de rechazo no recibió previamente el tratamiento fisicoquímico.

The objective of this study was to evaluate the removal of inorganic contaminants present in the reject water from the reverse osmosis process of water purification plants by combining a physicochemical process with a phytoremediation-based process, using horizontal subsurface flow constructed wetlands. The plant species that showed the greatest tolerance and the best removal efficiencies percentages was Thalia geniculata, according to batch tests. The characterization of the rejected water indicated that it mainly contains salts of calcium, magnesium, sodium, potassium, chlorides, sulfates, and toxic elements as arsenic and fluoride. The physicochemical treatment by coagulation-flocculation with Al(OH)3 and a commercial flocculant removed 87 % of sulfates. Treatment using a horizontal subsurface flow constructed wetland (HCFSH) fed in continuous flow showed removal efficiencies of 55.8 % for arsenic, 50 % for fluorides, and 51 % for sulfates; the wetland was operated for 163 days with a hydraulic residence time (HRT) of 6 days and a flow of 6±2 mL/min. The plants showed no signs of toxic effects, which could manifest as wilting, chlorosis, and other effects. The combined test was conducted in batches, yielding the following removal efficiencies: 30 % for calcium, 79.7 % for sulfates, 64.1 % for arsenic, and 60.5 % for fluorides. The results show that the combined treatment, even when performed at the batch level, is potentially applicable for treating reject water from reverse osmosis-based purification systems and can be scaled up to a constructed wetland with T. geniculata. The HCFSH proved efficient in removing arsenic, fluorides, and sulfates even when the reject water did not previously receive physicochemical treatment.