En es e abajo se p esen an los esul a-
dos expe imen ales de Ios ensayos de a a-
mien o isicoquímico ile ados a cabo en el
G upo de T a amien o de Aguas Residuales
de la Uni e sidad de Se illa, con el agua
e ida as la o u a de la balsa mine a de
Aznalcólla elpasado 25 de ab il de 1998.E1
obje o de los ensayos e a neu aliza¡ la aci-
dez inicial del agua y disminui las ele adas
concen aciones de me aies pesados en solu"
ción.
En e los a amien os empleados. la
combinaciónde hid óxido cálcico y policlo-
u o de aluminio p opo cionó el mejo en-
dimien o en é minos dé e icacia en la ele a-
ción del pH de1 agua y en Ia eliminación de
me ales pesados en solución. Los esul ados
ob enidos sugie en que una es ¡a egia de [a-
amien o basada en e uso combinado de
agen es co ec o es de pH y coagulan es quí-
micos, con ibuye e icazmen e a ompe ia
es abilidad de las panículas me lilicas en di-
solución y a log a su eliminación del agua
po sedimen ación. TaIes p ocedimien os
pod ían esul a de g aí uülidad en el a a-
mien o de aguas supe iciales con aminadas
po me ales.
Guadiama , agua ácida, coagulación, me a-
Ies pesados, hid óxido cálcico, policlo u ó
aluminio.
Physical and chemical ea men o
he acid was eh,a e pou ed o ¡, Az-
nalc olla qua nx (S e illa-Spain).
In his wo¡k, labo a o y esul s o phy-
sical and chemical ea men o he acid
was ewa e pou ed om Aznalcóila
qua y (Se i1la, Spain) he las ap il 25,
1998, a e p esen ed. Expe imen s we e
ca ied ou in he acili ies o he
Was ewa e T ea men Resea ch G oup,
Uni e si y o Se illa. Objec i es e e o
adjus pH and o emo e hea y me als
om he wa e .
Compa a i e esul s showed applica-
ion o calcium hyd oxide and aluminium
polychlo ide as he mos e ec i e physi-
cal and chemical ea men o he wa e ,
in e ms o pH adjus men and hea y me-
a1 emo al. Da a sugges ha ea men
sys ems including p elimina y adjus
men o wa e pH ollowed by addi ion o
chemical coagulan s, signi ican ly al e
he physical s a e o dissol ed hea y me-
als and acili a e hei emo al by sedi-
men a ion. Such p ocedu es migh be use-
ul o he ea men o su ace wa e s po-
llu ed wi h high concen a ions o hea y
me als.
Keywo ds:
Guadiama , acid was ewa e , coagula ion,
hea ¡y me als, calcium hydloxide, alumi-
nium po1¡,chlo ide.
3. ¡ ' odu¡ce ié '
Fl I25 de ab il de 1998 u o lu-
i1,
F gu en eI en o no del Pa que
L-J Nacional de Doñana una ce-
ás o e ecoló,sica que. un año des-
pués, oda ía con inua amenazando
al medio ambien e de la zona y a 1a
si uación socioeconómica de sus
habi an es "
La o u a de una balsa de decan-
ación, p opiedad de la emp esa sue-
ca Boliden Api sa, S. L.. si uada en
la zona mine a de Aznalcó11a (Se-
i11a) y u ilizada pa a el almacena-
mien o de esiduos p oceden es de
las labo es de a amien o de pi i as,
p o ocó el e ido de unos cinco
hec óme os cúbicos de lodos óxi-
cos y agua ácida al cauce dei ío
Guadiama . De ellos. casi 3 millo-
nes de me os cúbicos de agua pe -
manecie on e enidos du an e me-
ses en ia zona conocida como En e-
mu os de1 Guadiama , sección del
cauce si uada jun o a los lími es del
Pa que y que ue acondicionada de
mane a imp o isada pa a ena la
a alancha de agua y lodo óxico que
bajaba po el ío.
Los análisis iniciales lle ados a
cabo en En emu os po el Minis e-
io de Medio Ambien e y la Conse-
je ía de Medio Ambien e de la Jun a
de Andalucía, mos aban una ele a-
daacidezen eI agua acumulada y la
p esencia de al as concen aciones
de oda una gama de me ales pesa-
dos (Fe, Mn,Zn,Cd, Pb, Hg, As...)
gene ados en las eacciones de oxi-
dación, p ecipi ación, e c., que ie-
nen luga en las dis in as ases del
a amien o de la pi i a (Conseje ía
de Medio Ambien e, 1998). Tales
alo es de con aminación se halla-
ban muy po encima de los lími es
pa a e idos a cauces ecogidos en
el Anexo IV del Reglamen o del
Dominio Público Hid áulico (Ley
2911985,de 2 de agos o, de Aguas).
Las al e na i as de a amien o
p opues as se basaban en la adición
al agua de algún eac i o químico
inespecí ico, del ipo del óxido o hi-
d óxido cálcico, capaz de ele a á-
pidamen e el pH del agua y de eli.
mina po decan ación la mayo pa -
e de los me ales pesados en disolu-
ción. Tal eac i o debía se sencillo
ART CU 0§ TEC&s§C&5
T uÉns anes?É, isncmquaÉ i? iem eBe Hms
igel i§ áeld, s .e iHdes§ Ú i§ ,m ,máua a
ele Éa haXsa nine l exe ¡ znaleól a
(§e pEln)
Po¡: Bea iz Ga cía Nledia illa, J. Nliguel lledialdea, lVIo Angeles Nlon es,
Isabel Ga cía Nla ínez de Simón, Celia NI" López,NI'José Mo ón,
Enca nación Esco , )I'Ca men A náiz y Julián Leb a o
G upo de T a amien o de Aguas Residuales, Escuela Uni e si a ia poli écnica,
Uni e¡sidad de Se illa.
C/ Vi gen de Á ica 7. 41011 Se .i11a.
Te1 954 552 8.+8 Fax: 95.1 282117 e-mail: leb a o @cica.es
G
o
3
(,
z
G
TECNOLOGIA DEL AGUA i
G
3
C
Z
G
@
en su manejo y económicamen e
en able (muy eac i o a bajas dosis
y no gene ado de esiduos secunda-
ios en can idades signi ica i as).
S in emba go, dada la nalu aleza
coloidal y, po lo an o, la ex ao di-
na ia es abilidad que p esen an los
me ales pesados en disolución
acuosa, pa ecía necesa io comple-
men a es e a amien o de choque
con la u ilización de p oduc os quí-
micos coagulan es que al e asen la
es abilidad ísica de las pa ículas
me álicas coloidales y con ibuye-
sen e icazmen e a su sepa ación po
sedimen ación. De o o modo, ales
elemen os me álicos pod ían pe -
manece disuel os en el agua po
iempo inde inido.
En el p esen e abajo se mues-
an los esul ados, a ni el de labo-
a o io, de los ensayos de a amien-
o isicoquímico que ue on lle a-
TECNOLOGIA DEL AGUA
ARTI€U O5 TECNICOS
dos a cabo en las ins alaciones del
G upo de T a amien o de Aguas Re-
siduales de la Uni e sidad de Se i-
lla con el agua ácida p oceden e del
e ido de Aznalcólla . Los endi-
mien os de los di e en es a amien-
os empleados son compa ados en
é minos de e icacia en el inc emen-
o del pH del agua y en la educción
de la concen ación de me ales pe-
sados en solución.
Es os ensayos o ma on pa e
del conjun o de es udios ealiza-
dos después del acciden e po di-
e en es ins i uciones de in es i-
gación y adminis aciones públi-
cas, con el doble obje o de p opo-
ne medidas pa a la minimización
de los e ec os inmedia os del e -
ido y de apo a conocimien os
que pudie an esul a de u ilidad
en la p e ención de u u os desas-
es del mismo ipo.
2. Mo e ioly mé odos
El agua u ilizada en los ensayos
p ocedía de a ios pun os de mues-
eo si uados en el amo inal de
En emu os del Guadiama , jun o al
dique de ie a cons uido pa a e-
na el a ance del e ido y muy p ó-
ximo a los lími es del pa que Na-
cional de Doñana (Fig.I). Las azo-
nes de es a elección ue on dos: po
una pa e, los da os de análisis de
aguas y lodos suminis ados po el
Minis e io de Medio Ambien e y la
Conseje ía de Medio Ambien e de
laJun a de Andalucía indicaban una
mayo acumulación de con aminan-
es en es e sec o en elación con
o as zonas de En emu os. Po o o
lado, una ez se comple ase Ia depu-
ación del agua e iniciase su desem-
balse, el agua acumulada jun o al
mu o de de ensa se ía la p ime a en
abandona el encauzamien o, po 10
que esul aba esencial conoce su
espues a al a amien o p opues o
con ca ác e p io i a io en e a
mues as ecogidas aguas a iba.
EI análisis del es ado y calidad
del agua ue ealizado in si u u ili-
zando un Sis ema de Moni o i-
zación Medioambien al yellow
Sp ing YSI600XL. El600XL es un
sis ema mul ipa amé ico de oma
de da os, ideal pa a aniálisis pun ua-
les o en con inuo de las condiciones
del agua en e luen es de aguas esi-
duales domés icas e indus iales,
lagos, íos, ma ismas, es ua ios,
aguas cos e as y aguas sub e áneas.
Los egis os ue on ealizados sus-
pendiendo la sonda a 15 cm bajo la
El anhli,sis
del es ado y calidad
del agua ue
ealizado in si u
Fig. 1 .- A eo de es udio y locolizoción de los punics de mues eo.
I',,'¡.'l
...ol
;jj
ARTI€ULO§ TECNICO§
Anólisis isicoquímico del oguo e enido en o zono de Eni emu os
Pun o de T
muesl eo (.C)
D] l7,B
D2 17,ó
Ml 20,4
MIA 20,2
Ml B 20,3
MlC 20,3
M2A I B,B
M2B 18,7
M2C 1B,B
lz1 i 8,5
z2 B
supe icie, siendo 1a p o undidad
media de la liámina de agua enla zo_
na de mues eo de 55 cm. Los pa á_
me os mues eados ue on: em_
pe a u a, pH, oxígeno disuel o
(OD), sólidos o ales disuel os
(STD), po encial de óxido/ educ-
ción (REDOX), conduc i idad
(CND) y sa inidad (SAL).
.Mues as de agua ecogidas en la
mlsma zonay a igual p o undidad
ue on anspo adas ai labo a o io
y some idas a ensayos de ,Ja es s,,
(APHA-AWWA_WPCF, 7O S Z¡ ""
usó un co ec o de pH seguido de
un agen e coagulan e. El p on ua io
consis ió en Ia adición del co ec o
de pH elegido has a alcanza alo_
es de en e 8,0 y I I ,0 (po encima
de 11 ,0 la mayo ía de los me ales
p ecipi ados se edisuel en, Bu iel
e al., 1998), seguida de adición de
coagulan e y agi ación ápida de Ia
mues a (150 .p.m.) du an e l0 mi_
nu os. Las mues as ue on pos e_
io men e il adas a a és dápapel
de il o Wha man-42 y analiiaáas
en elación a su con enido en me a_
les pesados.
La elección del co ec o de pH
más adecuado pa a los ensayos isi_
coquímicos ue ealizada compa_
ando los compo amien os obse _
ados en el pH de di e en es mues_
TECNOLOGIADELAGUA
pH
3,3
2,5
2,8
3,,I
3
2,g
2,5
z,o
3,4 '
21
6,3
6,8
6,8
6,9
6,8
6,7
6,3
o ó
6,3
6,3
(mg/ll bl l
2,5 6,3
REDOX
MV
i5
,ao
23,7
I 8,1
20,5
23,1
28
29,ó
27
19,7
21
CND
(mS/cm)
8,3
8,3
9,5
9,6
9,5
o2
8,5
8,6
8,6
8,5
8,5
5A
b/ l
<(
5,4
§o
6
6
5,8
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
os el día 5 de mayo de 199g, menos
de un mes después de Ia o u a de la
balsa.
Como puede obse a se en la a_
bla, el g ado de acidez del agua e a
muy al o du an e los días poi e io_
es al acciden e, man eniéndose en
odos los pun os de mues eo po
debajo de 3,4. Ello con as a con el
alo de pH p opio de las aguas su_
pe iciales en condicion", d" o _
malidad, gene almen e si uado en el
ango 6-8 (Bu iel e al,, 199g). La
salinidad p esen aba alo es po en_
cima de lo habi ual aun a ándose
de un agua e enida en una zona de
ma isma y, po lo an o, na u almen_
e salob e. Po el con a io, los bajos
ni eles_de oxígeno disuel o o p* _
cían indica la p esencia d" ,nu .on_
cen ación ele ada de ma e ia o gá_
nica en el agua. Finalmen e, llama_
ban la a ención las con inuas emi_
siones de gas, ue emen e i i an es
pa ana iz y ojos, y el desag adable
olo mos ado po el agua (obs.
pe s.).
Las concen aciones de me ales
pesados en disolución, pa icula _
men e Mny Zn, se mos aban muy
supe io es a los lími es pa a e i_
dos que se es ablecen en el Regla_
men o del Dominiopúblico Hidiáu_
lico (Anexo al í ulo IV). En la Fig.
OD STD
G
G
I
C
Z
_)
=
i
M
1,9
4,ó
4,2
4,2
4,3
3
3,5
2,2
5,8
6,5
as de agua b u a, as la adición de
disoluciones a lOVo de los eac i_
os: hid óxido sódico _NaOH-, óxi_
do cálcico -CaO-, hid óxido cálcico
-Ca(OH),- y ca bona o c¿ílcico _Ca-
Co -'
Los coagulan es u ilizados en las
p uebas de'Ja es ,, ue on: sul a o
de alúmina -Al,(SO 3-, policlo u o
básico de aluminio -póBA_, clo u o
de aluminio -AICL- y clo u o é i_
co -FeCl - en disoluciones come _
ciales de 109/1.
Las concen aciones de Fe, Mn,
Zn,Cd y Pb en disolución ue on
analizadas po la emp esa Geslab,
S. Coop. And. median e espec o o_
ome ía de abso ción a ómica, u i_
lizando un Espec o o óme o de
Abso ción A ómica Va ian Espec a
i00 de llama de ai e+ace ilenó. Los
ni eles de Hg y As ue on de e mi_
nados en las mismas ins alaciones
po gene ación de hid u os median_
e un Gene ado de Hid u os Va_
ian-VGA.
3. Res¡¡ ocios y diseusión
En la Tabla I se ecogen algunas
ca ac e ís icas ísicas y químicas
del agua e enida en En emu os del
Guadiama . Los alo es co espon_
den a los mues eos ealizados en
los úl imos 200 me os de En emu_
I
i
I
i
I
I
i
(]ON(:ENTR C:IÓN EN IET.' .LES DE LAS.{GT . S ÁCID. S
RETENID. S EN ENTREIII,TROS OD
300
250
200
ppm 150
100
E Ci - ediil¡
ECle .
50
0
Fio 2.-Conceni ocionesdeMn.Zny.emedidoseneloguodeE keml os(5/05/9g).en'eloc,ó con os ím: es
,"l" i¿", "" "i o""^. "l ii " l ¿j Reglomen o del Doiinio Piblico l-io óulico (Ley 29l 1 985 de 2 de ogos o.
den-guos) (Do os suminiskodos po Geslob. S Coop And )
2 se compa an 1os alo es de Mn,
Zn y Fe ob enidos en el labo a o io
as e1 aná1isis de mues as de agua
ob enidas el 5 de mayo de 1998 con
los máxi.mos admi idos po el ci ado
eglamen o.
A1 a a di e en es mues as de
agua b u a con 1as disoluciones de
los dis in os agen es co ec o es de
pH, se obse ó que el hid óxido cá1-
cico -Ca(OH)Z- e a el eac i o más
idóneo en é minos de pode neu a-
iizan e, apidez de eacción Y mi-
Ail'§!€ULO§ T§C$ ¡lC&§
nimización en lap oducción de esi-
duos. El CaCO, no inc emen aba de
o ma signi ica i a eI PH del agua,
p oduciéndose la sa u ación an es
de alcanza el alo deseado. El em-
pleo de CaO, aun cuando e icaz en
la ele ación de pH, enía el incon e-
nien e de desp ende calo como e-
sul ado de una eacción exo é mica.
El NaOH mos ó igualmen e un en-
dimien o in e io al hid óxido cálci-
co . Se p ocedió, po 1o an o, a u ili-
za Ca(OH), como co ec o de PH
en los ensayos pos e io es de "ja
es ".
En las Fig.3 y 4 se ecogen los
esul ados de a ios ensayos de a-
amien o isicoquímico del agua de
En emu os ealizados aPlicando
Ca(OH), al agua, seguido de coagu-
1an e.
De odos los a amien os u iliza-
dos, el que combinaba el uso de
Ca(OH), con el coagulan e PCBA
( a amien o T5) p opo cionó los
mejo es endimien os en cuan o a
neu alización del agua y elimina-
ción de me ales pesados en solu-
ción, siendo ambién signi ica i a-
men e supe io es a 1os ob enidos
u ilizando sólo el co ec o de pH.
Aunque los meno es olúmenes de
ango se ob u ie on emPleando
FeCl, (FiS.5),la decan abilidad Y
consis encia de los angos gene a-
dos u ilizando PCBA lo con ie en
de nue o en el coagulan e más idó-
neo. Po o o lado, el emPleo de
FeCl, con ibuía a inc emen a los
ni eles de Fe en disolución.
Aunque 1a e icacia del a amien-
o con Ca(OH), y PCBA se aP ecia
con mayo ni idez en la disminución
de las concen aciones de Mn, Zn Y
Fe (Fig.3),los me ales p esen es en
meno can idad en el agua (As, Cd Y
Hg) en igualmen e educida su
p esencia en disolución de o ma
signi ica i a (Fig. a). La excepción
es el Pb, elemen o que se mos ó
pa icula men e e ac a io a cual-
quie a amien o.
4. Conclusio¡'¡es
En ensayos de labo a o io, la u i-
lización de un a amien o isicoquí-
mico basado en la combinación del
hid óxido cálcico como agen e co-
ec o de pH y policlo u o de alu-
minio como coagulan e, Pa a la de-
pu ación del agua ácida e enida en
En emu os del Guadiama , consi-
guió ele a ápidamen e el PH dei
agua y educi d ás icamen e la con-
cen ación de me ales Pesados en
disolución.
T,os alo es esiduales ob enidos
as el a amien o con Ca(OH), Y
PCBA se hallaban Po debajo de los
o.
o-
I
C
Z
l
o.
=
Fio.3.-Conceni ocionesdeMn ZnyFemedidos ossome e o iosmues osdeloguodeEni emu os,odiue sos
"* ",ü;;;;""". ii c",,".1.¿" j" u .o" Co(oH)-.,seguido de odicion de alCl,'T2: Co(oH), + FeCl,;
i:, pnl, + Al {SO,),; T4: Co{OH), * pig¡,; S, Solo ádi.ián de Co(OH), (según do os suminis odos po
Geslqb, S. Coop. And.)
CONCENTRACTON EN METALES ( U) (5/0s/e8)
J.C
J
2.5
2
'1 .5
1
u.c
0
Mn
EZn
Fe
TECNOLOGIA DEL AGUA
l
l
I
l
l
l
I
l!
I
G
G
3
c
Z
l
o
=
lími es pa a e idos a cauces eco-
gidos en 1a eglamen ación écnico-
sani a ia i_een e.
De es os esul ados se concluye
que los a amien os isicoquí-
micos, y en especial aquellos basa-
dos en e1 uso de hid óxido cálcico y
policlo u o de aluminio a di e en es
concen aciones y iempos de con-
ac o, pueden se u ilizados con e i-
cacia en 1a depu ación de aguas na-
u ales que han su ido un p oceso
asudo de acidi icación con ami-
nación con me ales pesados p oce-
&RYECTJLO§ TEC§S§{*§
den es de a1gún ipo de ac i idad in-
dus ial. En 1a depu ación de ales
c!uá:. el objc i o p ioli a io es p o-
oca 1a p ecipi ación de los me ales
), su inmo ilización en e1 sedimen-
o. Es o puede }og a se ele ando
iniciaimen e e1 pH del agua median-
e un p ocedimien o químico, que
mplique ei uso de eac i os del ipo
del Ca(OH)., y complemen ando el
a amien o con 1a u ilización de un
p oduc o coagulan e (pa icuia -
men e PCBA), capaz de ompe 1a
es abilidad de las pa ículas me á1i-
El obje i o
p io i a io
es p o oca
la p ecipi ación
de los me ales
cas coloidales y asegu a su sepa a-
ción po decan ación.
Ag "odecin ien os
Los au o es desean exp esa su
a-e adecimien o a 1as au o idades
del Pa que Na u al de Doñana po
oda la ayuda o ecida du an e la e-
co-gida de mues as en E,n emu os.
Así mismo, ag adecen a 1a emp esa
Geslab, S . Coop. And. los se ,icios
p es ados en elación a los análisis
de las concen aciones de me ales
pesados en el agua an es y después
de cada a amien o.
^,.
b,Ibi 166i'oliiLo
- APHi-AwwA-wpcF. ( 9s2).
Mé odos no malizados pa a el
aná1isis de aguas po ables y esi-
duales. EdDíaz de San os. S.A.
Mad id.
- Bu iel N{a í, F.; Lucena Conde,
F.; A ibas Jimeno. S.; He nán-
dez Méndez, J. (1998). Química
analí ica cuali a i a. Ed. Pa anin-
o. Mad id.
- Cen o de Análisis de Agua
(i991). Reglamen o de la ley de
Aguas. Mu cia.
- Conseje ía de medio Ambien e,
Jun a de Andalucía. 1998.
h p://www.cma.es.
- To a, A.; Vale o, F.; Bisbal, J.L.:
Tous, J.F. (1998). Policlo u o de
aluminio en e1 p oceso de po abi-
lízación de aguas supe iciales.
Tecnología del Agua, N"117,
págs 58-67.
il
l
ll
:
Fig. 5.- Volúmenes de [ongo gene odos os Io oplicoción de los di e sos oiomien os isicoquímicos oi oguo de
En emu os.
TECNOLOGIA DEL AGUA
CONCENTRACION EN METALES (II) (5/05/98)
0,1
0.08
0,06
0,04
0,02
0
URs
lnco
iu -ls
I
in po
Fig. 4.- Concenl ociones de As, Cd, Hg y Pb medidos i os someie c ios muesi os del oguo de En emu os o di-
e sos ensoyos de i o omien o. T l : Co ección de pH con Co{Ol-l)., seguido de odición de AlCl,; T2: Co{OH), +
FeCl,; T3: Co(OH), + Al (SOo),; T4: Co(OH), + PCBA; T5: Sólo odición de Co(oH), (según do os suminisi odos
po Geslob, S. Coop. And.).
u
u
E
cl3_ l
Cl.Fe
Sbl ¿ o de
,{liuuu a
Policl. Ide
,{huninio
'.. .c
TRATAMT ENTO CON COAGULANTES
I
o ó.2
pH salida
70
l
l
7^
60
(n
q
o.^
o4u
(§"n
-20
10
0
7.8 8,4 8,6
View publica ion s a sView publica ion s a s