Adsorción con carbón activado En el tratamiento de aguas residuales, el carbón activado suele aplicarse en la última etapa, denominada “tratamiento terciario”. En esta etapa, se busca llevar el agua a mayores niveles de pureza de los que se pueden alcanzar con los métodos tradicionales fisicoquímicos y biológicos. Esto se requiere cuando: (a) Un contaminante específico, como un olor o un color, no está cumpliendo con lo que el usuario requiere; o (b) No sólo se requiere cumplir con la norma de agua residual sino que se busca reutilizar el agua o utilizarla para servicios o para riego u otros usos en los que es necesario un mayor nivel de pureza respecto al que se pudo obtener con los tratamientos primario y secundario. El carbón activado es capaz de retener contaminantes poco polares, covalentes y no disociados que suelen ser los de origen orgánico en cualquier concentración, sin embargo, se aplica en el tratamiento terciario ya que, en términos técnico-económicos, es competitivo respecto a otros procesos, para llevar los niveles de contaminantes orgánicos de “relativamente bajos” a “muy bajos”. Existen casos de tratamiento de aguas residuales en los que se utiliza CAG (Carbón Activado Granular) en la etapa de pretratamiento. Esto se realiza cuando el agua contiene uno o más contaminantes que dificultarían o impedirían el tratamiento biológico o tratamiento secundario. Dichos contaminantes pueden ser moléculas tóxicas para las bacterias (por ejemplo benceno, tolueno, compuestos clorados y nitrados, plaguicidas, lignina, entre otros). También pueden ser moléculas “refractarias” debido a que son difíciles de digerir o degradar por los microorganismos. Estas últimas suelen ser de alto peso molecular. Para tener éxito en esta aplicación, hay que seleccionar el carbón activado cuyo diámetro de poros predominantes sea ligeramente mayor que el diámetro de la molécula que se desea retener. Y es necesario, también, que no existan muchas otras moléculas del mismo tamaño y de similar adsorbabilidad (de similar polaridad, carácter covalente y no ionicidad), para que no exista mucha competencia por los sitios activos del carbón. De lo contrario, el carbón se saturaría de todo tipo de compuestos orgánicos que, en esta etapa de tratamiento, se encuentran en una alta concentración. Existen casos en los que, en lugar de aplicar el carbón activado en el pretratamiento, se agrega como Carbon Activado en Polvo (CAP) en el tanque de tratamiento biológico aeróbico, con los mismos fines: retener moléculas refractarias o moléculas tóxicas para las bacterias. De esta manera, se mejoran mucho los resultados del tratamiento biológico. A este proceso se le llama “proceso CAPT”. El carbón se separa del agua junto con los lodos activados, por sedimentación y filtración. Fuente: carbotecnia, 2007 Los sistemas de CAG de flujo continuo se componen generalmente de filtros de carbón, almacén de carbón virgen y de carbón usado, sistemas de transporte de carbón, y sistemas de regeneración de carbón. El filtro de carbón consiste normalmente en una columna lineal de acero o en un depósito rectangular de acero u hormigón en el cual se deposita el carbón en forma de “lecho filtrante”. Operación Un filtro de CAG de lecho fijo se emplea normalmente para hacer entrar en contacto el agua o el agua residual con el CA. Los filtros de CA de lecho fijo pueden trabajar a gravedad o a presión. El agua residual entra por la parte más alta de la columna de CA, fluye de forma descendente a través del lecho, saliendo por la parte baja de la columna. Conforme el agua residual se va transmitiendo a través de la columna, los contaminantes son adsorbidos. El carbón se mantiene en el interior del tanque y presenta un sistema de drenaje por la parte inferior del contenedor. Se necesita proveer de retrolavados y lavados de superficie del lecho de CA para prevenir la acumulación de una excesiva pérdida de carga asociada a sólidos y evitar la obturación de la superficie del filtro. Las configuraciones principales para los filtros de adsorción en CAG son de lecho fijo, expandido y fluidizado. Un filtro con velocidades de flujo descendente bajas trabaja fundamentalmente como un lecho fijo. El funcionamiento como lecho fijo aporta filtración a la vez que adsorción. La configuración de lecho fijo es adecuada en el caso de aguas residuales poco cargadas con baja o nula cantidad de sólidos en suspensión (ures et al., 2014) Figura 4.- Esquema de filtro típico de CA con flujo descendente en un tanque a presión (Metcalf & Eddy). Referencia Carbotecnia. (agosto 2007). EL CARBÓN ACTIVADO EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. Boletín técnico AR-00. Zapopan, Jal, México obtenido de: https://www.carbotecnia.info/PDF/boletines/AR-001.pdf consultado el 09 de agosto del 2019 Metcalf and Eddy, Inc. (2003) Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. New York, NY: McGraw-Hill. 4th Ed. Ures, P., Jácome, A., y Suárez, J. (2014). Adsorcion en carbón activo (FT-TER-002). INDITEX. Recuperado de: https://www.wateractionplan.com/documents/177327/558161/Adsorci%C3%B3n+en+carb%C3% B3n+activo.pdf/29bfa658-fbd1-c98b-1606-8eb1252fc1b9 consultado el 10 de agosto de 2019
