Quitosano como coagulante natural durante el tratamiento de aguas con alta turbidez. / Chitosan as natural coagulant during treatment of water with high turbidity.

• Yaxcelys Caldera Universidad del Zulia
• Lorena Fuentes Universidad del Zulia
• Geraldine Puyosa Universidad del Zulia
• Rodolfo Barrera Universidad del Zulia
• Iván Mendoza Universidad del Zulia
• Yoalis González Universidad del Zulia

Palabras clave: Quitosano, coagulante, alta turbidez, tratamiento de agua potable, Chitosan, coagulant, high turbidity, potable water, treatment.

Resumen

Resumen

El quitosano tiene varias aplicaciones en el tratamiento de las aguas, entre las cuales se destaca su uso como coagulante para remover la turbiedad de las aguas naturales y residuales. El objetivo de esta investigación fue evaluar la eficiencia en la remoción de turbidez y color del quitosano extraído del exoesqueleto del camarón Litopenaeus schmitti como coagulante durante el tratamiento de aguas con alta turbidez. Se utilizó agua sintética con valores de turbiedad de 100, 120, 140, 160, 180 y 200 UNT. El quitosano se obtuvo después de los procesos de desproteinización, decoloración, desmineralización y desacetilación realizados a exoesqueletos del camarón, posteriormente se disolvió en ácido acético 0,1 M para obtener la solución coagulante. Las dosis del coagulante fueron 12, 15, 18, 21 y 24 ppm. Se simularon las etapas de coagulación, floculación y sedimentación. Se determinaron los parámetros pH, color y turbidez. Después del tratamiento con el coagulante quitosano, las remociones de turbidez variaron entre 91,8 % y 97,6 %, mientras que el color fue removido entre 93,3 % y 95 %. Las dosis óptimas y la remoción de turbidez incrementaron a medida que se aumentó la turbiedad inicial. Los valores de turbidez residual para las dosis óptimas variaron en el rango de 4,9 a 8,9 UNT, cumpliendo con lo establecido en la normativa ambiental vigente, cuando se evaluó el mayor valor de turbiedad inicial (200 UNT). El quitosano como coagulante representa una alternativa para remover la turbiedad y el color de aguas con alta turbidez.

Abstract.

Chitosan has several applications in the treatment of water stands out its potential coagulant to remove turbidity of natural waters and wastewater. Efficiency in the removals turbidity and color of chitosan extracted from Litopenaeus schmitti prawn exoskeletons as a coagulant durant the treatment of water with high turbidity was evaluated. Synthetic water was used with turbidity values of 100, 120, 140, 160, 180 and 200 NTU. Chitosan was obtained after deproteinization, discoloration, demineralization and deacetylation processes to prawn exoskeletons subsequently dissolved in 0.1 M acetic acid to obtain the coagulant solution. Coagulant doses were 12, 15, 18, 21 and 24 ppm. Stages of coagulation, flocculation and sedimentation were simulated. The parameters pH, color and turbidity were determined. After treatment with chitosan coagulant turbidity removals varied between 91.8 % and 97.6 %, while the color was removed between 93.3 % and 95 %. The optimal doses and removals of turbidity increased as the initial turbidity was increased. Residual turbidity values for optimal doses varied in the range of 4.9 to 8.9 NTU, established compliance with current environmental regulations when the highest value of initial turbidity (200 NTU) was evaluated. Chitosan as a coagulant is an alternative for removal turbidity and color of water with high turbidity.

Citas

Ahmad, A., S. Sumathi y B. Hameed. 2006. Coagulation of residue oil and suspended solid in palm oil mill effluent by chitosan, alum and PAC. Chem. Eng. J. 118: 99–105.

APHA, AWWA, WEF. 1998. Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environmental Federation. 20th Washington, DC, USA.

Blanquicet, R., C. Flórez, Y. González, E. Meza y J. Rodríguez. 2015. Síntesis y propiedades de filmes basados en quitosano/lactosuero. Polímeros. 25: 58–69.

CALDERA, Y., E. GUTIÉRREZ, L. FUENTES, I. MENDOZA, Y. RODRÍGUEZ y M. SÁNCHEZ. 2015. Quitosano: un coagulante natural alternativo para el tratamiento de aguas con alta turbidez. REDIELUZ. 5: 184-188.

Caldera, Y., E. Gutiérrez, H. Albarrán, P. Navarro y M. Sánchez. 2014. Quitosano como coagulante en un sistema de flotación durante el tratamiento de aguas residuales de un matadero de aves. Impacto Científico. 9: 215–227.

Carrasquero, S., R. Cordero, M. Mas y Rubi, A. Pardo, J. Marín y L. Vargas. 2014. Eficien- cia del quitosano como coagulante en aguas residuales de una industria procesado- ra de harina. Bol. Centro Invest. Biol. 48: 206–223.

Croisier, F. y C. Jérôme. 2013. Chitosan based biomaterials for tissue engineering. Eur. Polym. J. 49: 780–792.

Fuentes, L., W. Contreras, R. Perozo, I. Mendoza y Z. Villegas. 2008. Uso del quitosano obtenido de Litopenaeus schmitti (Decapoda, Penaeidae) en el tratamiento de agua para el consumo humano. Multiciencias. 8: 281–287.

Gaceta Oficial de la República de Venezuela. 1998. Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable. Nº 36.395 del 13 de febrero. Caracas, Venezuela.

Guibal, E. y J. Roussy. 2007. Coagulation and flocculation of dye-containing solutions using a biopolymer (Chitosan). React. Funct. Polym. 67: 33–42.

Hernández, H., E. Águila, O. Flores, E. Viveros y E. Ramos. 2009. Obtención y caracteri- zación de quitosano a partir de exoesqueletos de camarón. Superf. y Vacío. 22: 57–60.

Lárez, c. 2003. Algunos usos del quitosano en sistemas acuosos. Rev. Iber. Pol. 4: 91–109. Lárez, c. 2006. Quitina y quitosano: materiales del pasado para el presente y el futuro. Av. Quim. 1: 15–21.

Lárez, c., L. Lozada, E. millán, i. Katime y P. Sasía. 2003. La densidad de carga de polielec- trolitos y su capacidad de neutralización en sistemas coloidales. Rev. LatinAm. Met- al. Mat. 23: 16–20.

Lertsutthiwong, P., S. Sutti Y S. Powtongsook. 2009. Optimization of chitosan flocculation for phytoplankton removal in shrimp culture ponds. Aquacult. Eng. 41: 188–193.

Moussas, P., N. Tzoupanos Y A. Zouboulis. 2011. Advances in coagulation/flocculation field: Aland Fe-based composite coagulation reagents. Desalin. Water Treat. 33: 140–146.

Pacheco, R., P. Leyva, G. Carvallo, L. García y E. Márquez. 2009. Efecto de la concen- tración de quitosano y pH sobre la remoción de sólidos en agua de cola de la industria sardinera. Interciencia. 34: 274–279.

Renault, F., B. Sancey, J. Charles, N. Morin-Crini, P. Badot, P. Winterton y G. Crini. 2009a. Chitosan flocculation of cardboard-mill secondary biological wastewater. Chem. Eng. J. 155: 775–783.

Renault, F., B. Sancey, P. Bodot y G. Crini. 2009b. Chitosan for coagulation/flocculation process- An eco-friendly approach. Eur. Polym. J. 45: 1337–1348.

Rizzo, L., A. Di Gennaro, M. Gallo y V. Belgiorno. 2008. Coagulation/chorination of surface water: a comparison between chitosan and metal salts. Sep. Purif. Technol. 62: 79–85.

Rodríguez, Y., H. Oñate, E. Gutiérrez y Y. Caldera. 2012. Eficiencia del quitosano como coagulante en el tratamiento de aguas asociadas a la producción de petróleo media- no. Impacto Científico. 7: 218–228.

Rondeau, V., D. Commenges, H. Jacqmin-GADDA y J. Dartigues. 2000. Relation between aluminum concentrations in drinking water and Alzheimer’s disease: An 8-year follow-up study. Am. J. Epidemiol. 152: 59–66.

Rondeau, V., H. Jacqmin-Gadda, D. Commenges, c. Helmer y J. Dartigues. 2009. Aluminum and silica in drinking water and the risk of Alzheimer’s disease or cognitive decline: findings from 15-year follow-up of PAQUID cohort. Am. J. Epidemiol. 169: 489–496.

Roussy, J., M. Van Vooren, B. Dempsey y E. Guibal. 2005. Influence of chitosan characte- ristics on the coagulation and the flocculation of bentonite suspensions. Wat. Res. 39: 3247–3258.

Ummadisingu, A. y S. Gupta. 2012. Characteristics and kinetic study of chitosan prepared from seafood industry waste for oil spills cleanup. Desalin. Water Treat. 44: 44–51.

Wani, M., N. Hasan y M. Malik. 2010. Chitosan and Aloe vera: Two gifts of nature. J. Dispersion Sci. Technol. 31: 799–811.