Uso del carbón activado en procesos de potabilización del agua

1. Carbón Activado

2. Carbón Activado
• El carbón activado es una forma de carbón de
gran pureza con un área superficial muy alta, que
se caracteriza por poros microscópicos. A veces
también se denomina carbón activo.
• Suele fabricarse a partir de materias primas
carbonosas, como carbones de alta calidad,
cáscara de coco o madera, aunque
constantemente se está investigando y
desarrollando otras fuentes y/o materias primas.

3. Tipos de Carbón Activado
• Según su procedencia:
– Madera
– Cáscara de coco
– Mineral (Hulla): Bituminoso
• Según su porosidad:
– Macroporoso (r>25nm)
– Mesoporoso (1nm <r< 25nm)
– Microporoso (r< 1nm)

4. Carbón Activado
• Los carbones activados por lo general se
suministran en formato granulado (CAG), en
polvo (CAP) o extruido/en pellets, aunque
también existen otras formas físicas, como la
fibra de carbón y monolitos de carbón sólido.

5. Tipos de Carbón Activado
Tipo de Carbón Descripción
MINERAL Igual número de poros macro, meso y
micro.
Duro.
CÁSCARA DE COCO Microporoso.
Muy duro.
MADERA Macroporoso.
Muy blando.
TURBA VEGETAL Macroporoso.
Muy blando

6. Distribución de poros en Carbón
Activado

7. Parámetros del Carbón Activado
• Número de yodo (800 – 1050)
• Área superficial (700 – 1200 m2/g)
• Tamaño de partícula
– Polvo (Mesh ASTM 200)
– Granulado (Mesh ASTM 8 – 40)
– Densidad

8. Aplicaciones Generales
• Tratamiento de gases
– Eliminación de olores
– Limpieza y purificación de gases
• Tratamiento de Agua
– Remoción de color, olor y sabor
– Reducción de TOC/BOD/COD
– Remoción de THM´s
– Eliminación de fungicidas y pesticidas
– Decloración y remoción de ozono
– Recuperación de oro y solventes, etc

9. Aplicaciones Generales
• Dependiendo de la aplicación exacta, los carbones
activados eliminan una amplia gama de químicos y
contaminantes no deseados, incluyendo:
– Compuestos de color, sabor y olor en agua potable, como
geosmina y MIB (2–Metil isoborneol)
– Decloración en filtros de PDU, aplicaciones con aguas de
proceso, piscinas y filtros de acuarios
– Contaminantes en trazas como productos farmacéuticos,
herbicidas, pesticidas u otros contaminantes orgánicos
persistentes (COP) de flujos de aguas municipales.
– Varios contaminantes orgánicos, como el grupo BTEX,
PFOA/PFOS, SPFO/APFO e hidrocarburos, de aguas subterráneas
en proyectos de rehabilitación o de lixiviados.

10. Criterios de Selección
• Según la aplicación podemos determinar el
tipo de carbón activado a usar.
• Determinar el tamaño de partícula a adsorber
para seleccionar el carbón según la
distribución del tamaño de los poros.
• Eficiencia en función del área superficial.
• Según el fluido a tratar.

11. Criterios de Selección
• Los carbones activados en polvo (CAP) se utilizan en
procesos de tratamiento por dosificación, mientras que
los grados granulados (CAG) generalmente se utilizan
en lechos de filtro fijos, con el agua pasando a través
del medio de filtración.
• La ventaja de utilizar CAG para el tratamiento de agua
es que el carbón usado normalmente se puede
regenerar mediante reactivación térmica, y los
proveedores deben tener instalaciones especialmente
dedicadas a la reactivación de carbones usados
provenientes de aplicaciones con alimentos/agua
potable o industriales/ambientales.

12. SABORES

13. GEOSMIN/MIB
• Los componentes de la tierra mohosa producidas
por algunas algas y actinomicetas pueden
producir problemas de sabores en las aguas
superficiales. Los dos principales metabolitos
responsables de estos sabores son geosmin y 2-
metil Iso Borneol (MIB).
• Geosmin y MIB normalmente se encuentran en
los meses de verano cuando existen las
condiciones que produzcan algas y actinomitaes

14. GEOSMIN/MIB
• Geosmin y MIB se encuentran distribuidos en
la región mesoporosa.
• El carbón activado mineral es el m{as eficiente
para esta aplicación.

15. Diagrama de planta donde aplican …

16. COLOR

17. COLOR
Causa Método de Remoción Efectividad
Hierro soluble Coagulación Alta
Manganeso soluble Aereación-Oxidación
GAC
Alta
Bueno para nivel bajo
Ácidos Húmicos Cloración/Oxidación
GAC
Alto (puede causar
Bueno (puede ser costoso
si el contenido de color es
alto)

18. COLOR
• Las partículas que dan el color se encuentran
distribuidas en la región macroporosa.
• El carbón activado a base de cáscara de coco y
madera son los más eficientes para esta
aplicación.

19. PESTICIDAS

20. PESTICIDAS
• Los más frecuentes pesticidas se encuentran
dentro de la región mesoporosa.
• El carbón activado mineral es el más eficiente
en este caso, cuya distribución de poros se
encuentra dentro de esta región.

21. Remoción de THM’s

22. TRIHALOMETANOS (THM’s)
• THM’s en Aguas Superficiales
– La clorinación de agua con un alto contenido de
carga orgánica es un factor importante en la
producción de THM’s.
– Otros tratamientos pueden producir la formación
de procursores de THM’s, por ejemplo la
ozonación de ácido húmico.

23. Influencia Negativa del COT
• Trihalometanos (THM’s)
– Triclorometanos (THM)
– Dibromo cloro metano (DBCM)
– Bromo dicloro metano (BDCM)
– Tribromo metano (TBM)
– Ácido tribromo acético (ATBA)

24. TRIHALOMETANOS (THM’s)

25. MÉTODOS DE REMOCIÓN DE THM’s
• Tratamientos
– Minimizando el contenido orgánico antes de la
cloración se puede reducir la formación de THM’s.
– Utilizando carbón activado en polvo (PAC) se puede
aliviar el problema intermitente.
– Utilizando filtros de carbón activado granular (GAC) es
el método más efectivo para remover THM’s, cuando
el problema es continuo. El carbón activado más
eficiente para este caso debe ser uno donde la región
microporosa esté generalizada.

26. Factores de Diseño
• Área de filtración: 6 gpm/pie2 en decloración.
• Tiempo de contacto: 2 – 6 minutos en
decloración y 12 minutos en remoción de
THM’s.
• Velocidad lineal: 0,15 m/min en decloración.

27. Fuentes
1. CPL Activated Carbons Fabricante Proveedor
Industrial Purificación Regenera Carbones
Agotados (cpl-iberia.com)
2. https://www.calgoncarbon.com/activated-
carbon/
3. Sistemas Advance.
4. https://www.chemviron.eu/es/aplicaciones/t
ratamiento-de-agua/tratamiento-de-agua-
potable/