Tratamientos avanzados para la potabilización de aguas residuales

Palabras clave: Aguas residuales, contaminantes emergentes, intercambio iónico, oxidación avanzada, membranas, tratamientos avanzados

Resumen

El objetivo principal de este artículo es identificar los avances más importantes en referencia a la potabilización de aguas residuales. Para ello, se realiza la explicación detallada sobre la importancia del agua y su estado actual teniendo en cuenta los contaminantes nocivos para el ecosistema acuático. El estudio toma como referentes artículos científicos, revistas, tesis y libros de información desde el año 1936 hasta el 2019 de diferentes bases de datos como Google Académico, Virtual Pro, Ambientalex.info y Science Direct. A partir de la investigación, se describen las ventajas y desventajas que brindan cada uno los tratamientos de agua existentes. Específicamente, se da cuenta de los tratamientos avanzados, en los cuales se determinan las técnicas innovadoras, los beneficios, las aplicaciones y el funcionamiento a escala industrial. Los resultados de este estudio señalan que al implementar tratamientos avanzados de aguas residuales se genera un desarrollo tecnológico con enfoque en la gestión hídrica, que da lugar a un mayor grado de remoción de contaminantes en el agua. Además, se evidencia que las técnicas de intercambio y tecnologías de membrana son funcionales para realizar procesos de remoción efectivos y eficientes. A pesar de que el método de oxidación avanzada realiza la degradación de contaminantes, se concluye que no es funcional por su alto costo operativo.

Biografía del autor/a

Angie Tatiana Ortega Ramírez, Universidad de América

Ingeniera química, ingeniera de Petróleos, especialista en Gerencia de Proyectos, magíster en gestión ambiental para la competitividad. Fundación Universidad de América. Bogotá, Colombia.

Natalia Sánchez Rodríguez, Universidad de América

Ingeniera química. Fundación Universidad de América. Bogotá, Colombia.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Agencias de apoyo:

Fundación Universidad de América

Biografía del autor/a

Angie Tatiana Ortega Ramírez, Universidad de América

Ingeniera química, ingeniera de Petróleos, especialista en Gerencia de Proyectos, magíster en gestión ambiental para la competitividad. Fundación Universidad de América. Bogotá, Colombia.

Natalia Sánchez Rodríguez, Universidad de América

Ingeniera química. Fundación Universidad de América. Bogotá, Colombia.

Referencias bibliográficas

B. Baker, A. Omer y C. Aldrige, "Water: availability and use" en Water Conservation Education, Oxford (Mississippi): ResearchGate 2016, pp. 1-5.

Z. Kilic, "The Importance of Water and Conscious Use of Water", International Journal of Hydrology, vol. 4, nº 5, pp. 1- 3, 2020. doi: https://doi.org/10.15406/ijh.2020.04.00250

Z. Hasan y S. Jhung, "Removal of Hazardous Organics from Water Using Metal-Organic Frameworks (mofs): Plausible Mechanisms for Selective Adsorptions", Journal of Hazardous Materials, vol. 283, n. º 1, pp. 329-339, 2015, febr. 11. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2014.09.046

N. Khan, S. Ullah, S. Ahmed et al., "Recent Trends in Disposal and Treatment Technologies of Emerging-Pollutants: A Critical Review", Trac Trends in Analytical Chemestry, vol. 122, n. º 1, pp. 115 - 744, 2020, en. doi: https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.115744

N. Tran, M. Reinhard y K. Gin, "Occurrence and Fate of Emerging Contaminants in Municipal Wastewater Treatment Plants from Different Geographical Regions: A Review" Water Research, vol. 133, n. º 1, pp. 182-207, 2018, abr. 15. doi: https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.12.029

H. Quesada, A. Baptista, L. Cusioli et al., "Surface Water Pollution by Pharmaceuticals and an Alternative of Removal by Low-Cost Adsorbents: A Review", Chemosphere, vol. 222, n. º 1, pp. 766-780, 2019, my. doi: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.02.009

L. Charaud, E. Jarde, A. Jaffrezic et al., "Veterinary Pharmaceutical Residues from Natural Water to Tap Water: Sales, Occurrence and Fate", Journal of Hazarouds Materials, vol. 361, n. º 1, pp. 169-186, 2019, en. 5. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.08.075

J. Vigo, Efecto de microorganismos eficaces (me) en el proceso de depuración de aguas residuales domésticas en condiciones altoandinas, Lima: Universidad Peruana Union, 2020.

J. Sánchez, J. Velasco, L. Belmonte et al., "The Worldwide Research Trends on Water Ecosystem Services", Ecological Indicators, vol. 99, n. º 1, pp. 310-323, 2019, abr. doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.12.045

L. Nascimiento, R. Araújo y L. Alvarez, "Contaminantes orgánicos emergentes: impactos y soluciones para la salud humana y el medio ambiente", Contaminantes emergentes: Impactos y soluciones, vol. 1, nº 24, pp. 28-34, 2015.

M. Arguello, J. Mendoza, A. Tintos et al., Ecotoxicological Analysis of Emerging Contaminants from Wastewater Discharges in the Coastal Zone of Cihuatlán, Jalisco, Mexico, Jalisco, México: Water, 2019.

J. Sousa, A. Ribeiro, M. Barbosa et al., "A Review on Environmental Monitoring of Water Organic Pollutants Identified by eu Guidelines", Journal of Hazardous Materials, vol. 344, n. º 1, pp. 146-162, 2018, febr. 15. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2017.09.058

P. Carmona, Estudio de la presencia, ocurrencia y detino final, de un compuesto farmacéutico (amoxicilina) en una planta de tratamiento de agua residual institucional educativa, Bucaramanga, Colombia: Universidad Pontificia Bolivariana, 2019.

V. Propp, A. D. Silva, C. Spencer et al., "Organic contaminants of emerging concern in leachate of historic municipal landfills", Environmental Pollution, vol. 276, n. º 1 pp. 116-474, 2021 my. 1. doi: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.116474

T. Rasheed, M. Bilal, F. Nabeel et al., "Environmentally-Related Contaminants of High Concern: Potential Sources and Analytical Modalities for Detection, Quantification, and Treatment", Environmental International, vol. 122, n. º 1, pp. 52-66, 2019, en. doi: https://doi.org/10.1016/j.envint.2018.11.038

R. Hendili, A. Alatrache, M. Attia et al., "Antibacterial Inactivation of Spiramycin After Titanium Dioxide Photocatalytic Treatmen", Comptes Rendus Chimie, vol. 20, nº 7, pp. 710-716, 2017, jul. doi: https://doi.org/10.1016/j.crci.2017.02.007

S. Rathi, S. Kumar y P. Show, "A Review on Effective Removal of Emerging Contaminants from Aquatic Systems: Current Trends and Scope for Further Research," Journal of Hazardous Materials, vol. 409, n. º 1, pp. 124-413, 2021, my. 5. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124413

Ú. Moses, Fiscalización Ambiental vinculada a las aguas residules, Piura; oefa, 2016.

I. Bokova, G. Ryder y S. Uhlenbrook, Aguas residuales. El recurso desaprovechado, Paris: Unesco, 2017.

S. Guerra, P. Oulego, E. Rodríguez et al., Towards the Implementation of Circular Economy in the Wastewater Sector: Challenges and Opportunities, Madrid: Water, 2020.

S. Oakley, Preliminary Treatment and Primary Sedimentation, Michigan: Unesco, 2018. doi: https://doi.org/10.14321/waterpathogens.60

Organica, "Primary, secondary and tertiary wastewater treatment: How do they work?", 2017, jun. 27. [En linea]. Disponible en https://www.organicawater.com/primary-secondary-tertiary-wastewater-treatment-work/. [Accedido: 2021, jun. 28].

G. Pepper, "Municipal wastewater treatment" en Environmental and Pollution Science; 3ª edición, Amsterdam Boston: Elsevier/Academic Press, 2019, pp. 393-418. doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814719-1.00022-7

Fluence, "What is ion exchange?" 2021, febr. 16. [En linea]. Disponible en https://www.fluencecorp.com/what-is-ion-exchange/. [Accedido: 2021, jun. 28].

Carbotecnia, Intercambio iónico, Jalisco, México: Centro de aprendizaje, 2020.

C. Cobrazu y V. Inlezakis, "Inorganic ion exchange" en Progress in FIltration and Separation, vol. 21, Loughborough, England: Academic Press, 2015, pp. 425-498. doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-384746-1.00010-0

C Luca, "Organic ion exchangers" en Encyclopedia of separation science, London: Academic Press, 2019, pp. 1617-1632.

J. Patel, Ion Exchange Resins, Mumbai: ResearchGate, 2016.

S. Caján y S. Villegas, Influencia del caudal de un drenaje ácido de mina sobre la remoción de metales pesados utilizando resinas de intercambio iónico, Cajamarca, Colombia: Universidad Privada del Norte, 2020.

E. Villanueva, Determinación de la cinética de adsorción de fructooligosacátidos, a partir del extracto de yacón, empleando resinas de intercambio iónico y carbón activado, Tacna, Perú: Escuela profesional de ingeniería en industrias alimentarias, 2017.

S. Al-Asheh y A. Aidan, A Comprehensive Method of Ion Exchange Resins Regeneration and Its Optimization for water Treatment, Waste Water Treatment, vol. 1, n. º 1, pp. 1-14, 2020. doi: https://doi.org/10.5772/intechopen.93429

R. Sharma, "Handbook on water and waste water treatment" in Ion Exhange. Refreshing the Planet, India: Ion India 2014.

DuPont, Ion Exchange Resins, United States: dupont, 2019.

T. Scherer, Water Softening (Ion Exchange), Riga, Latvia: ndsu, 2017.

Watex, Water Softening, watex, Technological solutions and Equipment for Water treatment, 2015.

D. Hermosilla, C. negro y A. Blanco, "Water demineralization" en Encyclopedia de Memnranas, Madrid: Universidad de Madrid, 2015. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-40872-4_1939-1

J. Bajgai, Simple Method of Increasing the Alkalinity and Reduction Power of Water by Boiling Simple Method of Increasing the Alkalinity and Reduction Power of Water by Boiling, Yonsei: ResearchGate, 2019.

J. Cardenas, B. García, A. Sánchez et al., "Wastewater Treatment by Advanced Oxidation Process and Their Worldwide Research Trends", International Journal of Environmental Research and Public Health, vol. 17, n. º 1, p. 170, 2020. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph17010170

F. Sanz, Eficiencia energética en plantas depuradoras de aguas residuales urbanas: valorización de lodos por incineración, Cartagena, Colombia: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, 2018.

A. García, Valorización de fangos de depuradora mediante la oxidación húmeda, Gandía, España: Escuela Politécnica Superior de Gandía, 2018.

P. Riaño, Degradación del cristal violeta presente en aguas residuales mediante la oxidación catalítica húmeda con peróxido de hidrógeno (cwpo) a partir de óxidos mixtos de Mn-Cu a condiciones moderadas, Bogotá: Fundación Universidad de América, Facultad de ingenierías, 2018.

S. Álvarez, V. Águeda, J. Delgado et al., Oxidación húmeda catalítica. Proceso medioambientalmente favorable en la eliminación de contaminantes presentes en aguas residuales, Bogotá: Grupo Ingenio Colombiano, 2018.

S. Bes, Manual técnico sobre procesos de oxidación avanzada aplicados al tratamiento de aguas residuales industriales, Tarragona, España: cyted, 2018.

H. Ortega, Estudio de la eliminación de diclofenaco en aguas residuales mediante fotocatálisis heterogénea con TiO2, Valladolid: Universidad de Valladolid, Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente, 2017.

A. Aquino, Tratamiento de aguas residuales de la industria textil artesanal por fotocatálisis homogénea y heterogénea, Huancayo, Perú: Universidad Nacional del Centro de Perú, Unidad de Posgrado de la Facultad de Ingeniería Química, 2017.

A. Vorontsov, "Advancing Fenton and Photo-Fenton Water Treatment Through the Catalyst Design", Journal of Hazardous Materials, vol. 372, n. º 1, pp. 103-112, 2019, jun. 15. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.04.033

W. Bae, H. Won, B. Hwang et al., "Characterization of Refractory Matters in Dyeing Wastewater During a Full-Scale Fenton Process Following Pure-Oxygen Activated Sludge Treatment", vol. 287, n. º 1, pp. 421-428, 2015, abr. 28. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.01.052

J. Urbina y J. Vera, "Los contaminantes emergentes de las aguas residuales de la industria farmacéutica y su tratamiento por medio de la ozonización", Informador Técnico, vol. 84, n. º 2, pp. 249-263, 2020, febr. 2. doi: https://doi.org/10.23850/22565035.2305

K. Espinosa y K. Maldonado, Aplicación de oxidación electroquímica y ozonización para el tratamiento de aguas residuales de una empacadora de pescado, Guayaquil, Ecuador: Universidad de Guayaquil, Facultad de Ingeniería Química, 2019.

A. Puerta y J. Morales, "Efectos biológicos de las radiaciones ionizantes", Revista Colombiana de Cardiología, vol. 27, n. º 1, pp. 61-71, 2020, mzo. doi: https://doi.org/10.1016/j.rccar.2020.01.005

O. García, Rompimiento molecular del fenol en agua residual mediante alta frecuencia de ultrasonido, Zaragoza, España: Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Facultad de ciencias físico matemáticas, 2020.

E. Cruz, Degradación de un bactericida por radiación gamma acoplado a un tratamiento biológico, Cuyo, Argentina: Biblioteca Leo Falico V, 2017.

D. Pelayo, Procesos de oxidación avanzada: avances recientes y tendencias futuras, Cantabria, España: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación, 2018.

M. Palacios, Análisis de los vórtices Taylor-Couette en un reactor tubular para la desinfección de aguas mediante luz ultravioleta, Cuernavaca, México: Instituto de investigación en ciencias básicas y aplicadas, 2019.

M. Terán, Estudio de la aplicación de procesos de oxidacion avanzada a aguas contaminadas, Catalunya, España: Universidad Politécnica de Catalunya, Departamento de Ingeniería Química, 2016.

S. Chiva, J. Berlanga, R. Martínez et al., Procesos de oxidación avanzada en el ciclo integral del agua,Valencia, España: Universitat Jaume I 2017.

S. Hube y B. Wu, Direct membrane filtration for wastewater treatment and resource recovery: A review, in Science of The Total Environment, vol. 710, Iceland: Elsevier, 2020. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136375

L. Palacio y A. Hernández, Determinación de cambios estructurales mediante microscopía de fuerza atómica en superficies tratadas con plasma de gases, Valladolid, España: Universidad de Valladolid, Facultad de Ciencias, 2017.

Solis, Velez y Ramírez, "Membrane Technology: Ultrafiltration", Entre Ciencia e Ingeniería, vol. 11, n. º 22, pp. 26-36, 2017. doi: https://doi.org/10.31908/19098367.3546

S. Jiang y B. Ladewig, "A review of Reverse Osmosis Membrane Fouling and Control Strategies", Science of The Total Environment, vol. 595, n. º 1, pp. 567-583, 2017. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.03.235

M. Suárez, Efecto del tratamiento de microfiltración por membranas en el proceso de elaboración de vino y bebidas alcohólicas a base de vino, Cuenca, España: Universidad del Azuay, Facultad de Ciencia y Tecnología, 2020.

M. Kalaruban, P. Loganathan, W. G. Shim et al., "Mathematical Modelling of Nitrate Removal from Water Using a Submerged Membrane Adsorption Hybrid System with Four Adsorbents", Applied Sciences, vol. 8, n. º 2, p. 194, 2018, en. 29. doi: https://doi.org/10.3390/app8020194

E. Vásquez, Estudio de biorreactor de membrana para el tratamiento de aguas residuales urbanas, Sevilla, España: Escuela Politécnica Superior, 2015.

Cómo citar
Ortega Ramírez, A. T., & Sánchez Rodríguez, N. . (2021). Tratamientos avanzados para la potabilización de aguas residuales. Ciencia E Ingeniería Neogranadina, 31(2), 121–134. https://doi.org/10.18359/rcin.5343
Publicado
2021-12-31
Sección
Artículos

Métricas

Crossref Cited-by logo
QR Code