Determinación de especies activas de aluminio en el tratamiento de aguas potables y residuales, mediante la combinación de medidas potenciométricas y espectroscópicas

Abstract

En este trabajo se han caracterizado las especies de aluminio presentes en los coagulantes e identificado cuáles son las responsables de los procesos de coagulación, con el fin de sentar unas bases que permitan el diseño de nuevos coagulantes, específicos a las aguas a tratar, con una mayor eficacia en el proceso de coagulación. En primer lugar, se ha realizado el estudio experimental de las constantes estequiométricas de hidrólisis del aluminio en medio NaCl a diferentes fuerzas iónicas y se ha construido el modelo termodinámico del sistema mediante la Metodología de Bromley Modificada. A continuación, con el fin de evaluar el efecto que el ión sulfato ejerce en los procesos de coagulación se ha estudiado el equilibrio de complejación del aluminio con este ión en el mismo medio iónico, construyéndose su correspondiente sistema termodinámico. Una vez estudiado el sistema químico del aluminio, se han determinado las especies de aluminio presentes en los coagulantes comúnmente utilizados (policloruros de aluminio y sulfato de aluminio) en el tratamiento de aguas potables y residuales, con el fin de conocer cuales son las que participan activamente en el proceso de coagulación y así correlacionar las especies de aluminio con la eficacia del coagulante. Los coagulantes han sido caracterizados mediante espectroscopia UV-Visible, Difracción de Rayos X, Espectroscopia Infrarroja, Espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear y Espectroscopia Raman. Se han asignado tanto las señales de espectroscopía Raman como las de Resonancia Magnética Nuclear a cada una de las especies en disolución de los equilibrios de hidrólisis del aluminio, lo que ha permitido identificar las especies presentes en los coagulantes. Finalmente se ha estudiado la efectividad de los distintos coagulantes mediante ensayos Jar-Test, tanto en aguas potables como residuales, determinando el coagulante más adecuado según el tipo de agua a tratar.