torio sencillo que mide el efecto inibitorio. Los anti-incrustantes fueron nombrados por su composición química. Dos anti-incrustantes tienen grupos ácido fosfónico, ácido 1-hidroxietiliden-1,1difosfónico (HEDP, suministrado por Nalco) y ácido aminotrimetilenfosfónico (ATMP, proporcionado por Genesys), dos son polímeros con grupos ácidos carboxílicos, el ácido poliacrílico (PAA) obtenido de BKG) y el ácido polimaleico (PMA, suministrado por BWA) y un anti-incrustante con ambas funcionalidades: ácido 2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico (PBTCA, proporcionado por Lamirsa). Para analizar el hierro soluble, se empleó la prueba colorimétrica de cubeta de hierro LCK 321 de Hach Lange [5]. Este método evalúa el comportamiento de los anti-incrustantes frente a las incrustaciones de hierro. El hierro soluble detectado después del tratamiento con el anti-incrustante correspondiente se usó como parámetro de comparación. El efecto inhibitorio por ensuciamiento de hierro se calculó teniendo en cuenta la relación entre la concentración final de hierro [Fe3+] en la disolución después de usar el anti-incrustante y la inicial [Fe3+] inicial (ecuación 1). % Inhibición = ([Fe3+] final / [Fe3+] inicial) * 100 (ecuación 1) Las muestras se prepararon utilizando 100 mL de agua de mar al que se añadió 100 ppm del anti-incrustante correspondiente y 3 ppm de Fe3+ a partir de una solución de FeCl3 (40% p/p). La disolución resultante se ajustó a un pH 8. La muestra se introdujo en un reactor de vidrio con agitación magnética y se agitó a 400 rpm a 25ºC. Después de 30 minutos, la muestra se filtró a través de un filtro de 0,45 µm. Capacidad de inhibición Todos los anti-incrustantes se añadieron a disoluciones con 3 ppm de hierro y se agitaron durante media hora a temperatura ambiente. Una vez separado el precipitado por filtración se analizó el contenido de hierro de la disolución final, se midió el efecto inhibitorio (% de inhibición, ecuación 1). Los resultados obtenidos se represan gráficamente en la Figura 3. Los anti-incrustantes basados en ácido fosfónico resultaron ser muy efectivos, mientras que los anti-incrustantes poliméricos basados en ácido carboxílico no. El anti-incrustante con ambas funcionalidades también exhibió buena capacidad de inhibición. Si bien en este estudio la dosis de anti-incrustantes (100 ppm) está muy por encima de la dosis inicial de hierro (3 ppm), lo que facilita la inhibición de la precipitación de hierro, se observaron diferencias entre los dos anti-incrustantes que al pH del agua tratada (8) presentan diferente grado de desprotonación [6]. El HEDP obtuvo el mejor rendimiento contra las incrustaciones de hierro alcanzando un 80% de inhibición, mientras que ATMP mostró un 29%. Entre pH 8- 8.5 el ATP presenta más grupos desprotonados que el HEDP y sin embargo su capacidad de inhibición es menor. Este resultado puede atribuirse a que los derivados de ácidos fosfónico que presentan grupos fosfonato tanto protonados como desprotonados conducen a interaccionesmás fuertes, ya que las ionizaciones totales dificultan mucho las adsorciones que no compensan energéticamente el sistema [6]. Además, un estudio previo [7] demostró que en disoluciones poco concentradas de metales (exceso de ligandos), el HEDP y el ATMP forman principalmente complejos solubles, particularmente estables con HEDP lo que podría explicar también el mayor poder inhibidor de este anti-incrustante. Los anti-incrustantes con grupos ácidos carboxílicos, PAA y PMA, alcanzaron valores inferiores al 5%. El PAA de bajo peso molecusystem was used to analyse soluble iron. [5]. This method evaluates the behaviour of antiscalants against iron fouling. The soluble iron detected after treatment with the corresponding antiscalant was used as a parameter for comparison. The inhibitory effect for iron fouling was calculated taking into account the relationship between the final concentration of iron [Fe3+] in the solution subsequent to treatment with the antiscalant and the initial concentration [Fe3+] (equation 1). % Inhibition = ([Fe3+] final / [Fe3+] initial) * 100 (equation 1) The samples were prepared using 100mL of seawater and then adding 100 ppmof the corresponding antiscalant and 3 ppmof Fe3+ based on a FeCl3 solution (40% p/p). The resulting solution was adjusted to a pH of 8. The sample was inserted into a glass reactor withmagnetic stirring at 400 rpm and a temperature of 25ºC. After 30minutes, the sample was filtered through a 0.45 µmfilter. Inhibition ability All the antiscalants were added to solutions with 3 ppm of iron and stirred for half an hour at room temperature. Subsequent to removing the precipitate by filtration, the iron content of the final solution was analysed and the inhibitory effect calculated (% inhibition, equation 1). The results obtained are depicted in Figure 3. The antiscalants based on phosphonic acid proved very effective, whereas the polymeric antiscalants based on carboxylic acid did not. The antiscalant with the two functionalities also presented good inhibition ability. Although in this study, the antiscalant dose (100 ppm) is considerably higher than the initial dose of iron (3 ppm), which facilitates the inhibition of iron precipitation, differences were observed between the two antiscalants, which have different degrees of deprotonation to the pH (8) of the feed water [6]. HEDP achieved the best performance against iron fouling, obtaining inhibition of 80%, while ATMP achieved inhibition of 29%. Between pH 8 - 8.5, ATP has more deprotonated groups than HEDP. However, its inhibition ability is lower. This might be because phosphonic acid derivatives with both protonated and deprotonated groups give rise to more powerful interactions, due to the fact that the total ionisations greatly hinder the adsorptions that do not compensate the system in terms of energy [6]. Moreover, a previous study [7] demonstrated that in solutions with a low concentration of metals (excess of ligands), HEDP and ATMP formmainly soluble complexes, which are Desalación | Desalination FuturEnviro | Junio/Julio June/July 2020 www.futurenviro.es 61
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