Remoción de bacterias patógenas del agua mediante electrocoagulación con ánodos de aluminio

Spanish; Castilian. Resumen La electrocoagulación es un método alternativo a los métodos convencionales de coagulación-floculación usados en tratamiento de aguas residuales. Hoy en día, esta técnica se emplea para el tratamiento de aguas residuales domésticas, industriales y sanitarias. En el proceso de electrocoagulación se generan iones metálicos in situ (p. ej., iones generados por el paso de corriente eléctrica, electrólisis). Estos iones son precursores de una variedad de especies coagulantes y su producción puede controlarse con facilidad por el tiempo de la electrólisis y los parámetros establecidos en la celda electrolítica (p. ej., corriente o potencial). Las especies coagulantes pueden presentar diversas cargas superficiales y el proceso de coagulación se da por interacción de dichas especies con los contaminantes contenidos en las aguas residuales. Estos coagulantes son capaces de atrapar partículas coloidales o incluso los microorganismos patógenos que podrían crecer en las aguas. La sobreproducción de coagulantes durante la electrólisis favorece la formación de flóculos, que a su vez precipitan en la celda electrolítica. Una vez finalizada la electrólisis, el precipitado se remueve con facilidad por filtración simple. En el presente manuscrito se evaluó la eficiencia de la electrocoagulación, usando ánodos de aluminio comercial obtenidos a partir de latas de bebidas convencionales (latas de refrescos o cerveza). El aluminio comercial se caracterizó electroquímicamente y se comparó con aluminio de alta pureza. La caracterización electroquímica demostró que el aluminio comercial produce mayores cantidades de agentes coagulantes bajo las mismas condiciones experimentales. Por ello, el aluminio comercial se utilizó como material anódico para el tratamiento de aguas artificiales infectadas con tres tipos de bacterias: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli y Staphylococcus aureus, respectivamente. Los resultados experimentales han mostrado una efectividad de remoción de 100% cuando las aguas están infectadas de Pseudomonas aeruginosa o Escherichia coli, mientras que las aguas infectadas con Staphylococcus aureus presentaron una eficiencia de remoción de 99.86%.

English. Abstract The electrocoagulation is considered as a technique with great potential to replace the conventional method of coagulation-flocculation induced by chemical reagents. Currently, this technique has been taken with interest in wastewater treatments in public services of water supplies, industries, and sanitation. Briefly, the electrocoagulation generates in-situ the metallic ions, which are the precursors of a broad range of coagulant species. The amount of generated ions is easily controlled with the time of electrolysis and the cell parameters set-up (e. g., potential or current). The coagulants will be composed by a variety of oligomeric species with different surface charges. These coagulants will destabilize and "catch" pathogenic microorganisms or colloidal particles from the wastewaters. Afterward, the excess of coagulants will entail the formation of precipitates (a.k.a. flocculation) which are easily removed by filtration. Herein, two different qualities of metallic aluminum were tested for the electrogeneration of coagulant species: a) aluminum obtained from soda drink cans, and b) pristine aluminum. The electrochemical characterization has shown that the aluminum coming from commercial soda drinks produces higher loads of coagulant agents than the pristine aluminum under the same experimental conditions. Hence, commercial aluminum was chosen as anodic material for the treatment of artificial waters infected with three types of bacteria: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, and Staphylococcus aureus, respectively. The experimental results have shown an effectiveness of the 100% on the removal of Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli, whereas for Staphylococcus aureus the removal efficiency was 99.86%.