El Hierro es uno de los metales más abundantes de la corteza terrestre. Se presenta naturalmente en agua en forma soluble como el hierro ferroso (hierro bivalente en forma disuelta Fe2 + o Fe (OH)+) o en forma complejada como el hierro férrico (hierro trivalente: Fe3+ o precipitado como Fe(OH) 3). La presencia de hierro en el agua también puede tener un origen industrial; minería, industria siderúrgica, corrosión de metales, etc.,
En general, el hierro no presenta un peligro para la salud humana o el medio ambiente, pero trae desagrado de naturaleza estética y organoléptica. De hecho, el hierro le da un color óxido al agua, que puede manchar la ropa, las instalaciones sanitarias o incluso los productos de la industria alimentaria. El hierro también le da un sabor metálico al agua, por lo que es desagradable para el consumo. También puede estar en el origen de la corrosión en los desagües alcantarillas, debido al desarrollo de microorganismos, las ferrobacterias.,
en agua aireada, el potencial redox del agua es tal que permite una oxidación del hierro ferroso en hierro férrico que precipita luego en hidróxido de hierro, Fe (OH) 3, permitiendo así una eliminación natural del hierro disuelto.
4 Fe2+ 3 O2 –> 2 Fe2O3
Fe2O3 + 3 H2O –> 2Fe(OH)3
La forma de hierro en el agua depende del pH y del potencial redox, como se muestra en el diagrama de Pourbaix de Hierro. Por lo general, las aguas subterráneas tienen un bajo contenido de oxígeno, por lo tanto un bajo potencial redox y un bajo pH (5.5 – 6.,5)
diagrama de Pourbaix de hierro
Sin embargo, las aguas subterráneas son naturalmente anaeróbicas: por lo que el hierro permanece en solución y, por lo tanto, es importante eliminarlo para un uso de agua. la eliminación del hierro ferroso, por vía físico-química, se obtiene elevando el potencial redox del agua por oxidación gracias al oxígeno del aire y esto por simple ventilación. En el caso del agua ácida, el tratamiento podría complementarse con una corrección del pH. así, el hierro ferroso se oxida en hierro férrico, que precipita en hidróxido de hierro, Fe (OH)3., El precipitado se separa del agua mediante filtración en arena o decantación. La etapa de precipitación por oxidación química también se puede llevar a cabo con los oxidantes más fuertes como el dióxido de cloro (ClO2), ozono (O3) o el permanganato de potasio (KMnO4).
esta eliminación puede llevarse a cabo por cascada o sistemas de pulverización al aire libre (para un contenido máximo aceptable de Fe2+ de 7mg.L-1) conocido como sistemas gravitatorios., Esos sistemas requieren un lugar importante en el suelo, pero, además de un costo de explotación fácil y barato, también hacen posible la eliminación agresiva de CO2 y sulfuro de hidrógeno (H2S). También hay sistemas de presión, que además de su compacidad, permiten tratar agua cuyas concentraciones de Fe2+ entre 7 y 10mg.L-1.
esquema del sistema de eliminación de hierro
El Hierro se encuentra a menudo en el agua en formas complejas. Para ser eliminado, el complejo de hierro requiere una etapa de coagulación, que se encuentra entre la oxidación y la filtración.,
observación: gracias a los microorganismos, es posible eliminar el hierro del agua por vía biológica. De hecho, hay muchas bacterias, cuyo metabolismo y por lo tanto su supervivencia, están relacionados con la oxidación del hierro. Sin embargo, esta eliminación biológica requiere condiciones específicas para el pH, la temperatura, el potencial redox, etc