FACULTAD DE INGENIERAESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

PROYECTO TESIS INFLUENCIA DE LA ELECTROCOAGULACIN SOBRE LA CANTIDAD DE CONTAMINANTES PROVENIENTES DE LOS EFLUENTES DE UNA EMPRESA CONSERVERA. NUEVO CHIMBOTE. 2014.

AUTORFredy Loyola Moreno

ASESORES Dra. Blanca lvarez Lujn Ing. Luis Alberto Alva Reyes

LNEA DE INVESTIGACINGestin de la calidad

NVO. CHIMBOTE PERU2014

INDICEI.GENERALIDADES11.1.Ttulo11.2.Autor11.3.Asesor11.4.Tipo de investigacin11.5.Lnea de investigacin11.6.Localidad11.7. Duracin de la investigacin1II.PLAN DE INVESTIGACIN22.1.Realidad problemtica22.2.Formulacin del problema62.3.Objetivos72.3.1.General72.3.2.Especficos72.4.Antecedentes72.5.Justificacin102.6.Marco terico102.6.1.Proceso de electrocoagulacin102.6.2.Tratamiento de efluentes422.7.Marco conceptual57III.METODOLOGA623.1.Tipo de estudio623.2.Diseo de investigacin623.3.Hiptesis643.4.Identificacin de variables643.5.Poblacin, muestra y muestreo663.6.Tcnicas e instrumentos de recoleccin de datos663.7.Validacin y confiabilidad del instrumento663.8.Mtodos de anlisis de datos663.9.Aspectos ticos67IV. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS674.1. Recursos y Presupuestos674.2. Financiamiento684.3. Cronograma de Ejecucin69V. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS70VI. ANEXOS74Anexo 1: Contaminacin de la baha del FerrolAnexo 2: Ficha de documental de recoleccin de datosAnexo 3: ficha observacional de recoleccin de datosAnexo 4: validacin de documentos

INDICE DE TABLASTabla N 1: Recientes estudios En el que se ha utilizado la electrocoagulacin para eliminar los contaminantes metlicos del agua.38Tabla N 2: Recientes estudios En la que la electrocoagulacin se ha para eliminar los contaminantes orgnicos de las aguas residuales.39Tabla N 3: Recientes estudios en la que se ha utilizado a electrocoagulacin para eliminar los contaminantes de las aguas superficiales o subterrneas y los nutrientes de aguas residuales.40Tabla N 4: Caractersticas del agua45Tabla N 5: Estndares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua56Tabla N 6: Operacionalizacion de variables65Tabla N 7: Diseo de investigacin63Tabla N 8: Presupuestos68

INDICE DE FIGURASFigura N 1: Representacin esquemtica de las reacciones tpicas durante el tratamiento de electrocoagulacin12Figura N 2: Reactor Bench a escala en la electrocoagulacin con electrodos monopolares en conexin en serie13Figura N 3: Mecanismos de coagulacin de partculas coloidales15Figura N 4: Dos etapas de la electrofloculacin16Figura N 5: electrodisolucin de un metal en el proceso de electrocoagulacin17Figura N 6: las estructuras de dmero y polmero de la complejidad del hidrxo se muestran a continuacin.19Figura N 7: Diagrama esquemtico de operacin de lote y el modo continuo21Figura N 8: Diferentes modos de conexin de electrodos24Figura N 9: Reactor bench de electrocoagulacin a escala con electrodos monopolares en conexin en paralelo36Figura N 10: Mecanismos de contaminacin del agua48

INDICE DE GRFICOSGrfico N 1 : Comparacin de la tasa de eliminacin de turbidez de diferentes electrodos26Grfico N 2: (a) Efecto del pH inicial sobre demanda qumica de oxgeno DQO y la eliminacin de turbidez por electrodos de aluminio27Grfico N 3: (b) Efecto del pH inicial sobre demanda qumica de oxigeno DQO y la turbidez eliminacin por electrodos de hierro.28Grfico N 4: La eliminacin de DQO, el color y la turbidez en funcin del tiempo de electrlisis durante el tratamiento electroqumico e la vinaza coagulacin + floculacin con una diferencia de potencial constante de celda de 5V32Grfico N 5: Curva caracterstica del DBO, por oxidacin de materias de carbono orgnico49Grfico N 6: Variacin del DBO con la temperatura y el tiempo50Grfico N 7: Clasificacin de las partculas52

I. GENERALIDADES1.1. TtuloInfluencia de la Electrocoagulacin sobre la Cantidad de Contaminantes Provenientes de una Empresa Conservera. Nuevo Chimbote. 20141.2. Autor Fredy Loyola Moreno1.3. Asesor Asesor Metodolgico: Dra. Blanca lvarez Lujn Asesor Especialista: Ing. Luis Alberto Alva Reyes1.4. Tipo de investigacin Aplicada1.5. Lnea de investigacin Sistemas de Gestin de la Calidad1.6. LocalidadLaboratorio de Ingeniera de materiales de la Universidad Csar Vallejo Filial Chimbote.Direccin: Urb. Los Portales Mz. H Lt. 1 - Distrito de Nuevo Chimbote. Departamento de Ancash.1.7. Duracin de la investigacin08 meses Fecha de inicio: Junio 2014Fecha de trmino: Enero 2015

II. PLAN DE INVESTIGACIN2.1. Realidad problemticaCon el incremento de la poblacin, los grandes centros urbanos y las actividades industriales la contaminacin del medio ambiente se ha ido incrementando aceleradamente, causando impactos negativos debido a los usos descontrolados de los recursos naturales, posteriormente devolvindolos sin un manejo adecuado para su tratamiento. Causando daos irreversibles al medio ambiente. En efecto Desde comienzos del siglo XX, la poblacin mundial se ha duplicado, mientras que, como resultado del desarrollo industrial y del mayor uso agrcola, la cantidad empleada de este vital elemento se ha sextuplicado. Teniendo en cuenta que en el mundo existe actualmente la misma cantidad de agua que hace 2.000 aos y que se ha incrementado la sobreexplotacin, la contaminacin y los efectos del cambio climtico, actualmente, casi el 40% de los seres humanos cuentan con problemas de escasez de agua, circunstancia que, para el 2025 afectar a un 66% de la poblacin mundial asentada en pases de frica y Asia Occidental. (Elas Castells, 2012)Si bien es cierto desde principios del revolucin industrial, muchas empresas a nivel mundial solo se preocupaban por producir y generar riqueza dejando de lado el cuidado del medio ambiente, esto ha ido cambiando con el trascurso del tempo debido a los problemas generados por la contaminacin del agua, Causando muchas enfermedades y muertes a nivel mundial, vasados tambin en estudios del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA ) que advertan el grave dao del planeta, debido a los impactos ocasionados por las industrias. Debindose pronto controlar el nivel de la contaminacin sino terminara con la autodestruccin de los seres vivos. Tal como afirm Achim Steiner Secretario General Adjunto de las Naciones Unidas y Director Ejecutivo del PNUMA Si seguimos por este camino, si no somos capaces de invertir y disociar las pautas actuales de produccin y consumo de los recursos naturales, los gobiernos presidirn niveles de deterioro y degradacin sin precedentes. (Ecoestrategia)Hoy en da el cuidado del medio ambiente es un tema que est en la agenda de los gobiernos, organizaciones, tales como, la Organizacin Internacional para la Estandarizacin (ISO) 14001 y el Reglamento Comunitario de Ecogestin y Ecoauditora (EMAS), debido a eso las grandes empresas Tambin han optado por tener polticas del cuidado ambiental, A pesar de ciertos progresos, la calidad del agua sigue siendo uno de los principales motivos de los problemas de salud en todo el mundo, la contaminacin del agua dulce parece seguir aumentando, en muchas regiones se han reducido los trabajos de seguimiento adecuados y en los pases subdesarrollados an existen muchas deficiencias con el cuidado del agua. (Laguna) En el Per la contaminacin ms significativa provienen de la minera, la industria pesquera, el sector de hidrocarburos y aguas servidas domesticas contaminando, el agua de ros, lagos y aguas marina, Segn la Autoridad Nacional del Agua (ANA) La contaminacin causada por la actividad minera es ms peligrosa tanto para la salud de la poblacin como para los ecosistemas acuticos. Porque la contaminacin minera aporta metales pesados y otras sustancias txicas, entre ellos: Hierro, Cobre, Zinc, Mercurio, Plomo, Arsnico, Cianuro, etc. Otros, Que afectan la calidad del agua. (Ocola Salazar) Precisamente el Instituto Blacksmith difundi su rnking anual de las ciudades ms contaminadas del mundo. Y al igual que en aos anteriores, La Oroya ha sido catalogada como la quinta ciudad menos recomendable para vivir en el planeta. Este puesto lo ocupa desde el 2007, aunque su triste y mximo rcord fue en el 2011, en que qued segunda en el rnking de las que tienen el aire ms txico en el orbe. Los autores del informe de la prestigiosa ONG ambientalista neoyorquina se basaron en la estimacin de la presencia de metales pesados, mercurio, arsnico, pesticidas y radionclidos en el aire, el suelo y el agua. Tambin se tom en cuenta el nmero de personas expuestas a la atroz contaminacin. (El Comercio Per, 2013)En Chimbote la baha es considerada como las ms contaminadas del Per, como producto de la actividad de La industria pesquera, minero-siderrgica y del crecimiento poblacional. A orillas de la baha, se encuentran ubicadas industrias pesqueras, una empresa siderrgica y la propia poblacin de la ciudad quienes utilizan a la baha como lugar de disposicin de sus descargas y residuos slidos, producto de esta intervencin, la baha ha cambiado drsticamente sus factores fsicos, qumicos, y bioqumicos del recurso hdrico y del sustrato, y ello consecuentemente ha ocasionado que se impacte de modo severo a la biodiversidad marina, al paisaje, su geomorfologa y su potencialidad como playa recreativa. Ms informacin. Ver (anexo 1) (Guevara Torres, 2009) A partir de los cambios que se da en el medio ambiente y la calidad de vida de muchas personas, el gobierno peruano a travs del ministerio del ambiente (MINAM), se han visto con la necesidad de crear polticas para el cuidado y prevencin del medio ambiente, y debido a la intervencin del Organismo de evaluacin y fiscalizacin ambiental (OEFA). Y la autoridad nacional del agua (ANA) encargados de velar por el cuidado del medio ambiente y el agua respectivamente, muchas organizaciones principalmente las grandes empresas trasnacionales tienen sus plantas de tratamientos de efluentes industriales as mismo las medianas empresas estn adoptando estas polticas pero aun as existen muchas deficiencias debido a la falta de rigurosidad y compromiso con el medio ambiente. Las empresas en Chimbote las grandes pesqueras si tienen implementado su sistema de tratamientos de efluentes, mientras que las medianas an no. Por el elevado costo de implementar sus sistemas de tratamientos de efluentes con las tecnologas tradicionales es por ello que deben buscar nuevas tecnologas que se adapten a sus recursos y a sus necesidades.En la actualidad existe una necesidad de proveer de agua a una creciente poblacin mundial, haciendo necesario adoptar nuevas tecnologas ms eficientes para tratar los efluentes industriales, por lo tanto es necesario desarrollar nuevas tcnicas que compitan con las tecnologas tradicionales, Procesos fsicos-qumicos y biolgicos. Los procesos fsico-qumicos ms comunes son: filtracin, intercambio inico, precipitacin qumica, oxidacin qumica, adsorcin, ultrafiltracin, smosis inversa y electrodilisis, entre otros. El reuso y recirculacin son operaciones que hacen parte de las estrategias de manejo del agua. Sin embargo es necesario realizar tratamientos a los efluentes. Estos tratamientos deben ser adecuados para el propsito. Tener una alta eficiencia, bajos costos y adicionalmente traer ventajas ambientales. Una de las tecnologas emergentes en la actualidad est basados en la electroqumica que ofrecen ventajas competitivas frente a las tecnologas tradicionales, esta tecnologa es la electrocoagulacin. Aunque no es una tecnologa nueva, ha sido poco estudiada y desarrollada. Pese a esto, ha logrado alcanzar un aprovechamiento comercial importante en el tratamiento puntual de algunos contaminantes, ubicndose como una tcnica con mayores ventajas comparativas con respecto a las tecnologas tradicionales de tratamiento. Por sta razn en los ltimos aos ha cobrado inters cientfico, pues se necesita entender a fondo el proceso y sus mecanismos. (Restrepo Meja, y otros, 2006)La electrocoagulacin, una tecnologa conocida desde principios del siglo XX, ha evolucionado, siendo eficazmente aplicada en la actualidad para el tratamiento de las aguas residuales de la industria del papel, la minera y la industria de metales pesados. Desde esta perspectiva, la electrocoagulacin se convierte en un proceso electroqumico que puede tener resultados exitosos en su aplicacin, optimizando los factores que lo conforman, alcanzando el reto de proteger, conservar y recuperar el recurso hdrico. (Arango Ruiz, 2005)La tecnologa se puede aplicar a muchos contaminantes disueltos y en suspensin en el agua incluyendo metales, uranio, radio, selenio, fosfatos, bacterias, aceites, arcillas, colorantes, orgnicos, de slice, as como la dureza (carbonato de calcio). Los flujos de residuos que pueden ser tratados con eficacia por la tecnologa son:Efluentes de plantas de enchapado, Lixiviados de vertederos, Residuos Petroqumicos Aguas de sentinas, Procesos de Minas y de aguas residuales, Desechos de la industria alimentaria, Agua superficial o subterrnea, Las aguas residuales municipales, Agua potable de emergencia, Lavanderas comerciales y las aguas de lavado, Eliminacin istopo radioactivo, Aguas residuales Textil, De pulpa y aguas residuales de papel, mataderos y residuos de curtiembres, Pre tratamiento de residuos industriales y Residuos Farmacuticos.La tecnologa de electrocoagulacin fue evaluada por EE.UU. (Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos) EPA. En el marco del programa de. Superfund Evaluacin de Tecnologa Innovadora (SITE). Los sitios potenciales para la aplicacin de esta tecnologa que incluyen el Superfund en, EE.UU. son el Departamento de Energa, DOE el Departamento de Defensa de EE.UU. y otros sitios de residuos peligrosos donde el agua est contaminada con radionclidos y metales. El anlisis econmico indica que el costo de remediacin para un sistema de podra variar de aproximadamente dependiendo de la duracin de la accin correctiva. (Wang, y otros, 2010)Un sistema de electrocoagulacin es el proceso de desestabilizar contaminantes suspendidos, emulsionados y disueltos mediante la introduccin de una corriente elctrica en el medio acuoso. La electrocoagulacin no slo limpia el agua de manera rentable, sino tambin lo condiciona para la reutilizacin especfica. En tiempos en que la dificultad de acceder al agua se est convirtiendo cada vez ms comn, esta tecnologa tiene la capacidad de proporcionar un mtodo seguro y econmico para el tratamiento de aguas residuales. Adems, el volumen de lodos producidos con el tratamiento de electrocoagulacin es relativamente mucho menor que de mtodo de precipitacin qumica convencional y por lo tanto considerada como una opcin de reemplazo econmico y viable. (Deknomet) Hoy en da existe un mercado que es cada vez ms exigente con las empresas, que si no cumplen los requisitos de ofrecer calidad en la produccin buscando bienestar en los niveles ambientales, el respeto del lquido elemento, econmicos y sociales, las medianas empresas estarn destinadas a ser absorbidos por las grandes empresas o a desaparecer por no adaptarse al cambio, Tambin por las polticas medioambientales del Ministerio de ambiente MINAM, Es por ello que deben buscar formas alternativas para el tratamiento de sus efluentes que se adapten a los recursos disponibles y cumplan con dichas exigencias del mercado y el ministerio de ambiente, Una de estas alternativas podra ser el tratamiento de efluentes con el mtodo de electrocoagulacin, Que podra adaptarse a las industrias conserveras y a sus recursos. Es por ello que la presente investigacin busca tener ms conocimiento sobre esta tecnologa y poderla aplicar en tratamientos de efluentes de las empresas conserveras del pas, otorgndoles una alternativa viable para su permanencia y competitividad en el mercado.

2.2. Formulacin del problemaCul es la influencia del proceso de electrocoagulacin sobre la cantidad de contaminantes provenientes de los efluentes de una empresa conservera?Preguntas de investigacinCul es el nivel de contaminacin de los efluentes de la empresa conservera antes del tratamiento con el proceso de electrocoagulacin?Cul es el nivel de contaminacin de los efluentes de la empresa conservera despus del tratamiento con la electrocoagulacin?

2.3. Objetivos2.3.1. GeneralDeterminar la influencia del proceso de electrocoagulacin sobre la cantidad contaminantes provenientes de los efluentes de una empresa conservera.2.3.2. Especficos Medir el nivel de contaminacin de los efluentes de la empresa conservera antes del tratamiento con el proceso de electrocoagulacin. Medir el nivel de contaminacin de los efluentes provenientes de la empresa conservera despus del tratamiento con electrocoagulacin.

2.4. AntecedentesBARBOZA PALOMINO, Gloria Ins (2011) en su tesis titulada Reduccin de la Carga de Contaminantes de las Aguas Residuales de la Planta de Tratamiento de Totora Ayacucho Empleando la Tcnica de electrocoagulacin realizado en Lima-Per En su investigacin realizada, se utiliz electrodos de sacrificio de aluminio. Los ensayos se realizaron en los laboratorios de Anlisis Instrumental de la Universidad Nacional de San Cristbal de Huamanga Ayacucho, Laboratorio de Electroqumica de la Universidad Nacional de Ingeniera - Lima. Comprendi en dos etapas: (a) determinacin de las caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas de las aguas efluentes y receptoras, (b) aplicacin de la tcnica de electrocoagulacin para el tratamiento de las aguas del efluente. Concluyendo: El mtodo de electrocoagulacin result ser muy efectivo y til en el propsito de reducir la carga de contaminantes. Su aplicacin le permiti la remocin de turbidez, slidos totales, slidos disueltos, alcalinidad, dureza total, coliformes fecales y materia orgnica expresada como disminucin de DBO5 y que la densidad de corriente aplicada y el tiempo de electrocoagulacin tuvieron efecto sobre el pH. Tambin que a mayor densidad de corriente aumenta el porcentaje de remocin de la turbidez.PANTOJA PIARPUZN, Evelyn Tiffany (2012) en su tesis titulada Aplicacin de la electrocoagulacin y floculacin sobre el tratamiento del drenaje cido de minas de carbn realizado en Santiago De Cali-Colombia En su estudio evalu el uso combinado de electrocoagulacin y floculacin como una alternativa para el tratamiento de estos drenajes. Se tomaron en cuenta factores como la carga aplicada, densidad de corriente, pH en la floculacin y cantidad de floculante. Los resultados se cuantificaron con la medicin de parmetros tales como turbiedad, cantidad de sulfatos y pH final. Adems realizaron mediciones de las cantidades de metales removidos, demanda qumica de oxgeno, solidos totales, conductividad y color. Llegando a las siguientes conclusiones: La formacin de Green rst y de hidrxidos metlicos en funcin del pH en la floculacin, Contribuyen en la remocin de metales pesados, en la electro disolucin de hierro y floculacin qumica logro reducir el valor de turbidez en 99%, DOQ 41%, hierro 99%, manganeso 96%, zinc 94% y sulfatos 38% con un mnimo consumo energtico (0.3 kW/m3).MARTNEZ NAVARRO, Fabiola (2007) en su tesis titulada Tratamiento de aguas residuales industriales mediante electrocoagulacin y coagulacin convencional realizada en la ciudad real-Espaa en su tesis doctoral fue planteada con la finalidad de incrementar el conocimiento existente en cuanto al uso de electrodos de aluminio en el tratamiento de aguas residuales industriales. el objetivo general de este trabajo se concret en el estudio de la aplicacin de procesos de electrocoagulacin en el tratamiento de efluentes acuosos contaminados con materia coloidal, soluble, o con emulsiones O/W, empleando como material electrdico aluminio, y en la profundizacin en el conocimiento de la influencia de las condiciones de operacin del proceso en los resultados alcanzados por esta tecnologa llega a las siguientes conclusiones: El proceso de disolucin electroqumica depende principalmente de la carga elctrica aplicada; mientras, la salinidad y la naturaleza de los iones que constituyen el electrolito no parecen afectar significativamente a la velocidad de electrodisolucin, En los procesos de coagulacin convencional y electroqumica de los tres tipos de aguas residuales estudiados, ha encontrado que las principales variables de operacin son la concentracin de aluminio y el pH.

CORDERO MEDINA, Egdymar y MANRIQUE ACOSTA, Elena. (2009), En su tesis titulada Evaluacin del efecto de la electrocoagulacin en la disminucin de la carga contaminante en aguas residuales realizada en Maracaibo-Venezuela en su investigacin se llev a cabo en el Laboratorio de Ingeniera Ambiental del Centro de Investigacin del Agua de la Universidad del Zulia. Se trabaj con densidades de corrientes para los nodos de aluminio y cinc de 5,07; 8,12; 12,69 y 20,30 mA/cm2; mientras que para el nodo de hierro con 7,95; 12,71; 19,87 y 31,79 mA/cm2. llega a las siguientes conclusiones: Remocin significativa de 85 y 86% de DQO, 99 y 96% de color, 92 y 97% de turbidez y 96 y 97% de solidos suspendidos para el agua residual domstica e industrial respectivamente. El electrodo que les result ser ms eficiente fue el nodo de aluminio y el agua que pudo ser ms beneficiada del proceso fue el agua residual industrial, Logr una gran remocin de materia orgnica presente en los efluentes analizados a medida que se le aplicaban mayores densidades de corriente.JIMNEZ MOLINA, Esperanza y ESMERALDA RANGEL, Santiago (2011) en su tesis titulada remocin de metales pesado en una muestra modelo mediante un proceso electroqumico realizado en Veracruz-Mxico su proyecto consiste en el diseo de una celda electroqumica basada en la electrocoagulacin, en la cual se provocar la disminucin en la concentracin de metales pesados de una muestra modelo que contiene Plomo y Hierro llegando a las siguientes conclusiones: La combinacin de electrodos vara para los tipos de metales que contenga la muestra, obtuvo mejores resultados para la remocin de Plomo la combinacin de nodo-Aluminio y ctodo-Hierro, siendo para el Hierro el nodo-Hierro y ctodo-Aluminio. Se pudo comprobar que la electrocoagulacin es un mtodo efectivo, pero en comparacin con el mtodo de remocin de metales pesados utilizando la cascara de huevo, el mtodo de electrocoagulacin tuvo una menor remocin para el hierro, no obstante durante su trabajo de investigacin se logr obtener hasta un 92% en la remocin de Plomo mientras que en el Hierro alcanzo un 97.32%

2.5. JustificacinValor TericoLa presente investigacin aportar nuevos conocimientos para los tratamientos de efluentes de las empresas conserveras con el mtodo de electrocoagulacin con el fin de reducir el impacto ambiental y mejor aprovechamiento del recurso hdrico dejando evidencia terica, adems de servir como base para otras investigaciones.Implicancia PrcticaLos resultados de la investigacin permitirn adoptar las mejores medidas para el tratamiento de efluentes de empresas conserveras a travs de la electrocoagulacin lo cual permitir disminuir el impacto ambiental y ahorrar agua.Relevancia SocialContribuir, a travs de una alternativa, para disminuir el nivel de contaminacin del recurso hdrico que podr ser aprovechado por la poblacin que carece del recurso vital, por lo tanto minimizar su agotamiento.Utilidad MetodolgicaAsimismo, permitir utilizar la metodologa en otras investigaciones e implementar este sistema de tratamientos de efluentes en las industrias.

2.6. Marco terico2.6.1. Proceso de electrocoagulacin La electrocoagulacin es un proceso que utiliza la electricidad para eliminar contaminantes en el agua que se encuentran suspendidos, disueltos o emulsificados. (Arango Ruiz, 2005) Se ha utilizado tambin para la eliminacin de colorantes, metales pesados, compuestos orgnicos complejos, y la eliminacin de bacterias, virus. (Kumar, y otros, 2014)La electrocoagulacin es un mtodo sencillo y eficiente se ha utilizado para el tratamiento de muchos tipos de aguas residuales tales como aguas residuales de galvanoplastia, lavandera y matadero de aves. La electrocoagulacin ha sido utilizada con xito para la eliminacin de contaminantes de diferentes aguas residuales industriales. Muchos estudios se han reportado en la literatura usando la electrocoagulacin para el tratamiento de colorante, efluentes de la industria textil. (Khandegar, y otros, 2013)La electrocoagulacin opera sobre el principio de que los cationes producidos electrolticamente a partir de hierro y / o nodos de aluminio mejoran la coagulacin de contaminantes a partir de un medio acuoso, como se muestra en la figura 1. (Parga, y otros, 2013) La tcnica consiste en inducir corriente elctrica en el agua residual a travs de placas metlicas paralelas de diversos materiales, dentro de los ms comnmente utilizados estn el hierro y el aluminio. La corriente elctrica proporciona la fuerza electromotriz que provoca las reacciones qumicas que desestabilizan las formas en las que los contaminantes se encuentran presentes, bien sea suspendidas o emulsificadas. Es as que los contaminantes presentes en el medio acuoso forman agregados, produciendo partculas slidas que son menos coloidales y menos emulsificadas (o solubles) que en estado de equilibrio. Cuando esto ocurre, los contaminantes forman componentes hidrofbicos que se precipitan y/o flotan y se pueden remover fcilmente por algn mtodo de separacin de tipo secundario. (Restrepo Meja, y otros, 2006)En el proceso de electrocoagulacin hay generacin de coagulantes in situ por la disolucin de iones de aluminio y de hierro de los electrodos de aluminio y hierro respectivamente. La generacin de iones metlicos tienen lugar en el nodo y en el ctodo hay liberacin de burbujas de hidrgeno gaseoso las cuales ayudan a la flotacin de las partculas floculadas. (Chen, 2004)

Figura N 1: Representacin esquemtica de las reacciones tpicas durante el tratamiento de electrocoagulacin

Fuente: Martnez Navarro, 2007Durante la electrlisis, el lado positivo sufre reacciones andicas, mientras que en el lado negativo, sufre reacciones catdicas. Las Placas de metal, tales como hierro o aluminio, se utilizan por lo general como electrodos de sacrificio o consumibles para producir continuamente los iones en el sistema. Los iones liberados neutralizan las cargas de las partculas y por lo tanto al iniciar la coagulacin. Los iones liberados pueden eliminar los contaminantes no deseados, ya sea por reaccin qumica y precipitacin, o haciendo que los materiales coloidales se unan y luego se retire por flotacin electroltica. Adems, como el agua que contiene partculas coloidales, aceites u otros contaminantes se mueven a travs del campo elctrico aplicado, pueden ionizarse y sufrir, electrlisis, hidrlisis, y formar radicales libres que pueden alterar las propiedades fsicas y qumicas del agua y de los contaminantes. Resultando en un estado reactivo y excitado lo cual es causa de la liberacin, destruccin o insolubilidad de los contaminantes.Figura N 2: Reactor Bench a escala en la electrocoagulacin con electrodos monopolares en conexin en serie

Fuente: Mollah A., y otros, 2001Para asegurar la eliminacin ms eficaz de los iones indeseables, las aguas residuales se pueden hacer pasar a travs de una serie de clulas que contienen electrodos hechos de diferentes metales. En tales casos, el agua residual contaminada se pasa a travs de los espacios anulares entre los electrodos y se expone a campos elctricos secuenciales positivos y negativos, como se muestra en la figura 2. Para optimizar las eficiencias de remocin, las caractersticas del agua tales como pH, potencial de xido-reduccin y conductividad pueden ajustarse para contaminantes especficos. (Mollah A., y otros, 2001)2.6.1.1. Coagulacin floculacinLa coagulacin Floculacin en general es un proceso de dos fases destinado a eliminar partculas estables mediante la formacin de agregados ms grandes que se puede separar de la fase acuosa por una etapa de separacin posterior. La fase preliminar es la fase de coagulacin en el que se induce una desestabilizacin, ya sea por la reduccin de las fuerzas repulsivas entre las partculas o por el enredo en los precipitados (Harif, y otros, 2012)Coagulacin: La coagulacin puede ser definida, en principio, como la desestabilizacin de las partculas para conseguir que las fuerzas de atraccin tipo Van der Waals que existen entre dos partculas predominen sobre las de repulsin electrosttica, de manera que las partculas se unan y den lugar a la formacin de slidos de mayor tamao. Como consecuencia del mayor tamao, la velocidad de sedimentacin de las partculas se incrementa, posibilitando el uso de la decantacin como tecnologa de tratamiento. La coagulacin es un proceso qumico complejo que implica la combinacin de numerosos procesos sencillos, como se muestra en la figura 3. (Martnez Navarro, 2007). En la electrocoagulacin, el coagulante se genera in situ por oxidacin electroltica de un material adecuado como nodo. En este proceso, cargada de especies inicos. Metlicos o de otro tipo, se eliminan de las aguas residuales por lo que le permite reaccionar con un ion que tiene carga opuesta, o con flculos de hidrxidos metlicos generada dentro del efluente. La tecnologa de la electrocoagulacin elimina los metales, slidos coloidales y partculas contaminantes inorgnicas solubles a partir de medios acuosos mediante la introduccin de especies de hidrxidos metlicos polimricos altamente cargadas. Estas especies al neutralizar las cargas electrostticas sobre los slidos en suspensin y gotitas de aceite. Facilita la aglomeracin o coagulacin y la separacin resultante de la fase acuosa. El tratamiento estimula la precipitacin de ciertos metales y sales. (Mollah A., y otros, 2001)

Figura N 3: Mecanismos de coagulacin de partculas coloidales

Fuente: Martnez Navarro, 2007Floculacin: La floculacin tiene relacin con los fenmenos de transporte dentro del lquido, para que las partculas hagan contacto. Esto implica la formacin de puentes qumicos entre partculas de modo que se forme una malla de cogulos lo cual sera tridimensional y porosa. As se formara, mediante el crecimiento de partculas coaguladas, un floc suficientemente grande y pesado como para sedimentar. (Marn Ocampo, y otros, 2013)Electrofloculacin: Con el fin de mejorar la eficiencia de la separacin, se pueden utilizar de dos etapas los sistemas de electrofloculacin. El sistema tpico de electrofloculacin de dos etapas se muestra en la figura. 4 (Il'in y Sedashova 1999). En la primera etapa, no es una mezcla vigorosa debido a la rpida produccin de burbujas de gas debido a la alta corriente, que acelera la formacin de los complejos de flotacin y el desplazamiento de ellos a la superficie, con la capa de espuma que recibe el 80-90 % de las impurezas para ser extradas. La etapa secundaria tiene una carga de corriente seleccionado para prever que las burbujas floten en condiciones prximas al laminar, que asegure la extraccin de las impurezas suspendidas de tamao menor que , Hay un efecto de purificacin adicional debido a la filtracin de la solucin por la capa densa de burbujas. El lquido se mueve hacia abajo, el efluente purificado es retirado bajo la unidad de electrodo.Figura N 4: Dos etapas de la electrofloculacin

Fuente: Comninellis, y otros, 20102.6.1.2. Electroflotacion Durante el proceso de electrocoagulacin, una nube o una manta de burbujas de gas finamente dispersas se crean con la ayuda de dos electrodos metlicos (ctodo / nodo). Las finas burbujas suben y se adhieren a las partculas contaminantes insolubles, como los metales o dems aglutinantes orgnicos. Los otros productos electrolticos en la forma de los radicales libres tambin pueden reaccionar con la materia orgnica soluble y pueden causar una transformacin considerable. Este funcionamiento tiende a ocurrir despus de varios minutos del tratamiento. Se observ flotar el lodo y a acumularse en la porcin superior del reactor que cubre la totalidad de su rea de seccin transversal. (Kumar Sharma, y otros, 2011)En un proceso de este tipo, La electrocoagulacin juega principalmente el papel de desestabilizacin y agregacin de las partculas finas, mientras que electroflotacion es responsable para flotar los flculos formados en el efluente de la electrocoagulacin. (Comninellis, y otros, 2010)2.6.1.3. Las reacciones qumicas en proceso de electrocoagulacinEn general, los tres procesos principales que se producen en serie durante la electrocoagulacin: a. reacciones electrolticas en superficies de los electrodos, como se muestra en la figura 5.Figura N 5: electrodisolucin de un metal en el proceso de electrocoagulacin

Fuente: Martnez Navarro, 2007b. formacin de coagulantes en fase acuosa, c. la adsorcin de los contaminantes solubles o coloidales en coagulantes, y la eliminacin por sedimentacin o medios de flotacin. Las complejidades inherentes de los procesos anteriores y tambin la presencia de procesos secundarios, hacen que la electrocoagulacin sea bastante complejo en la naturaleza.

2.6.1.4. Electrodo de aluminioPrincipales reacciones en los electrodos son:nodo Ctodo (Kobya, y otros, 2003)En condiciones alcalinas En condiciones acidas. (Chen, 2004)Mientras tanto, si el potencial del nodo es suficientemente alta, pueden producirse reacciones secundarias tambin, como la oxidacin directa como de compuestos orgnicos y de iones Cl-presentes en las aguas residuales El cloro producido es un oxidante fuerte que puede oxidar los mismos compuestos orgnicos y promover reacciones en los electrodos. Adems, el ctodo, puede ser atacado qumicamente por iones generados durante la evolucin de a valores de pH altos Y los iones generados por reacciones en los electrodos (1) y (2) reaccionan para formar diversos monomricas como , y especies polimricas como transformndose finalmente en de acuerdo con la cintica de precipitacin complejos. (Kobya, y otros, 2003)Figura N 6: las estructuras de dmero y polmero de la complejidad del hidrxo se muestran a continuacin.

Fuente: Mollah A., y otros, 20012.6.1.5. Electrodo de HierroEl Hierro al oxidarse en un sistema electroltico produce hidrxido de hierro, donde n = 2 o 3. Dos mecanismos han sido propuestos para la produccin de Mecanismo 1nodo

Ctodo Total Mecanismo 2nodo

Ctodo Total (Siringi Ogwoka, y otros, 2012)Por otro lado, los iones frricos electro generado pueden formar iones monomricos, hidrxo frrico complejos con los iones de hidrxido y especies polimricas, dependiendo de la gama de PH. , , , , . Que se transforman finalmente en. (Kobya, y otros, 2003)2.6.1.6. Reactor por lote o contino Se puede observar a partir de la literatura que la electrocoagulacin ha sido estudiada para la eliminacin de una amplia gama de contaminantes utilizando operacin de lote y el modo continuo. Un sistema continuo opera en condiciones estables, especialmente en una concentracin de contaminante fijo y caudal de efluentes. Por el contrario, un reactor de lote su naturaleza dinmica permite estudiar el rango de condiciones de operacin y es ms adecuado para el trabajo de investigacin. Los sistemas continuos son mejor adaptado a los procesos industriales para grandes volmenes de efluentes mientras que los reactores discontinuos son adecuados para laboratorio y aplicaciones para plantas a escala. El modo de funcionamiento tpico del reactor de lote y diagrama esquemtico para modo de operacin contino como se muestra en la figura 7. (Khandegar, y otros, 2013)

Figura N 7: Diagrama esquemtico de operacin de lote y el modo continuo

Fuente: (Khandegar, y otros, 2013)

2.6.1.7. Factores que influyen en la tecnologa de tratamiento electroltico2.6.1.7.1. Densidad de corriente aplicada La densidad de corriente aplicada juega un papel significativo en el tratamiento electroltico, ya que es el nico parmetro operativo que se puede controlar directamente. El suministro de corriente al sistema de electrocoagulacin determina la cantidad de iones de aluminio o hierro liberados por los respectivos electrodos. Cuando se usa una corriente demasiado grande, hay una transformacin de energa elctrica en energa calrica que calienta el agua. Una densidad de corriente demasiado grande producira una disminucin significativa en la eficacia. La seleccin de la densidad de corriente podra realizarse teniendo en cuenta otros parmetros de operacin como pH y temperatura.2.6.1.7.2. Presencia de :La sal aumenta la conductividad del agua residual. Se ha encontrado que los iones de cloruro pueden reducir los efectos adversos de iones como y igual pues la presencia de iones carbonatos o sulfatos pueden conducir a la precipitacin de produciendo una capa insoluble depositada sobre los electrodos, que aumentara el potencial entre los electrodos decreciendo as la eficiencia de la corriente. Se recomienda, sin embargo, que para un proceso de electrocoagulacin normal se mantengan cantidades de del 20 %2.6.1.7.3. :El efecto del en la electrocoagulacin se refleja en la eficiencia de la corriente y se relaciona con la disolucin del hidrxido del metal, se ha encontrado que el rendimiento del proceso depende de la naturaleza del contaminante y la mejor remocin se ha observado para valores de pH cercanos a 7. No obstante a pH neutral el consumo de energa es alto, debido a que hay variacin de la conductividad. Cuando la conductividad es alta, el efecto del pH no es significativo. El despus de la electrocoagulacin podra incrementarse para aguas residuales cidas pero decrecer para aguas alcalinas. El incremento de a condiciones cidas ha sido atribuido a la reaccin del hidrgeno.2.6.1.7.4. Temperatura Los efectos de la temperatura sobre la electrocoagulacin no han sido muy investigados, pero se ha encontrado que la eficiencia en la corriente incrementa inicialmente hasta llegar a punto donde se hace mxima, para luego decrecer. El incremento de la eficiencia con la temperatura es atribuida al incremento en la actividad de destruccin de la pelcula de xido de aluminio de la superficie del electrodo. (Arango Ruiz, 2005)

2.6.1.8. Parmetros en el tratamiento con la electrocoagulacinLa eficiencia del proceso de electrocoagulacin depende de muchos parmetros operacionales tales como la conductividad de la solucin, Configuracin de electrodos, forma de los electrodos, el tipo de fuente de alimentacin, de la solucin, densidad de corriente, la distancia entre los electrodos, velocidad de agitacin, tiempo de electrlisis, la concentracin inicial de contaminantes, tiempo de retencin y la pasivacin del electrodo2.6.1.8.1. Conductividad de la solucin La conductividad de la solucin es un parmetro muy importante en el proceso de electrlisis, como la eficiencia de eliminacin del contaminante y costo de operacin estn directamente relacionados con la conductividad de la solucin. La solucin debe tener cierta conductividad mnima para el flujo de la corriente elctrica. La conductividad de la baja conductividad de aguas residuales se ajusta mediante la adicin de cantidad suficiente de sales tales como cloruro de sodio o sulfato de sodio. Hay un aumento en la densidad de corriente con un aumento en la conductividad de la solucin a una tensin constante de la celda o la reduccin en el voltaje de la celda en constante densidad de corriente. (Bayramoglu et al., 2004; Merzouk et al., 2010). El consumo de energa se reduce con una solucin de alta conductividad.2.6.1.8.2. Configuracin de los electrodosEl material de electrodo y el modo de conexin de los electrodos desempean un papel importante en el anlisis de costos del proceso de electrocoagulacin. Kobya et al. (2011) estudiaron el tratamiento de aguas residuales textiles y comparadas el funcionamiento de varios modos de conexin del electrodo en funcin al de aguas residuales, densidad de corriente y tiempo de funcionamiento. Ellos estudiaron tres diferentes modos de conexin de electrodo que se muestran en la fig. 8 (a), (b), (c) y son los de la siguiente manera: Electrodos monopolares en conexiones en paralelo (MP-P): Los nodos y ctodos estn conectados en paralelo por lo que el corriente se divide entre todos los electrodos a la resistencia de clulas individuales. La conexin en paralelo necesita un menor potencial a diferencia en comparacin con las conexiones en serie. Electrodos monopolares en conexiones en serie (MP-S): En los electrodos monopolares en conexin en serie, cada par de electrodos de sacrificio est conectado internamente entre s. La adicin de los voltajes de clulas conduce a una diferencia de potencial ms alto para una corriente dada. Electrodo bipolar en conexiones en serie (BP-S): En este modo de conexion, los electrodos externos se conectan a la fuente de alimentacin y Existe la conexin no elctrica entre los electrodos interiores. Kobya et al. (2011) reportaron que el modo MP-P es el ms rentable eficaz tanto para aluminio y electrodos de hierroFigura N 8: Diferentes modos de conexin de electrodos

Fuente: Khandegar, y otros, 20132.6.1.8.3. Formas del electrodoLa forma de los electrodos afecta a la eficiencia de eliminacin de contaminantes en el proceso de electrocoagulacin. Se espera que los tipos de electrodos de agujeros perforados resultara una mayor eficiencia de eliminacin en comparacin con los electrodos planos. Muy pocos estudios han reportado en la literatura (Kuroda et al, 2003; Nielsen y Andersson, 2009) que describe el efecto de la forma de los electrodos en la rendimiento del precipitador electrosttico. Kuroda et al. (2003) realizaron experimentos utilizando electrodos metlicos con / sin agujeros perforados como un electrodo de descarga de barrera para estudiar el efecto de forma del electrodo inductor sobre la eficiencia del colector en precipitador electrosttico. Ellos han informado de descarga ms alta de corriente para el electrodo con agujeros perforados que para el electrodo plano que resulta en mayor eficiencia de recoleccin con un electrodo de agujero en comparacin con el electrodo plano. La intensidad del campo elctrico en el borde de electrodos tipo agujeros perforados es mayor (1,2 veces) que en el electrodo tipo plano que resulta en un aumento en la corriente de descarga al electrodo de tipo perforado. Son necesarios ms estudios para establecer el efecto de la forma de los electrodos (dimetro del agujero perforado y el paso de los orificios) en el proceso de electrocoagulacin.2.6.1.8.4. Tipo de fuente de alimentacinEn el proceso de electrocoagulacin, hay una generacin in-situ de iones de hidrxido metlicos por oxidacin electroltica del nodo de sacrificio. Estos iones de hidrxido metlicos actan como coagulante y retiran los contaminantes de la solucin por sedimentacin. La mayora de los estudios reportados en la literatura han utilizado la corriente directa en el proceso de electrocoagulacin. El uso de conduce a la formacin de corrosin en el nodo debido a la oxidacin. Una capa de oxidacin tambin se forma en el ctodo que reduce el flujo de corriente entre el ctodo y el nodo, reduciendo as la eficiencia de la eliminacin de contaminantes .Vasudevan et al. (2011b) investigaron el efecto de corriente alterna en la remocin de cadmio del agua utilizando aleacin de aluminio como nodo y ctodo. Obtuvieron una eficiencia de eliminacin de con el consumo de energa de . A una densidad de corriente de y utilizando , respectivamente. Los resultados indican que el problema de formacin de corrosin en los electrodos se puede reducir por el uso de en lugar de en el proceso de electrocoagulacin.Grfico N 1 : Comparacin de la tasa de eliminacin de turbidez de diferentes electrodos

Fuente: Kumar Sharma, y otros, 20112.6.1.8.5. De la solucinEl de la solucin es un importante parmetro operativo de la electrocoagulacin. La mxima eficiencia de remocin de contaminantes se obtiene con la solucin del ptimo de un determinado contaminante. La precipitacin de un contaminante comienza en un determinado . La eficiencia de remocin de contaminantes disminuye por aumentar o disminuir el de la solucin del ptimo.Verma et al. (2013) estudiaron la eliminacin de cromo hexavalente de solucin sinttica usando la electrocoagulacin y se encontr que el de la solucin tiene un efecto significativo sobre la eficiencia de eliminacin de . Ellos realizaron los experimentos a diferentes de la solucin sinttica y obtuvo la mxima eliminacin de cromo a una eficiencia en Inform adems que el de la solucin sinttica despus del proceso de electrocoagulacin aument con un aumento en el tiempo de electrlisis debido a la generacin de en el proceso de electrocoagulacin (Khandegar, y otros, 2013)Grfico N 2: (a) Efecto del pH inicial sobre demanda qumica de oxgeno DQO y la eliminacin de turbidez por electrodos de aluminio

Fuente: Kobya, y otros, 2003

Grfico N 3: (b) Efecto del pH inicial sobre demanda qumica de oxigeno DQO y la turbidez eliminacin por electrodos de hierro.

Fuente: Kobya, y otros, 2003El tipo de material del electrodo y sobre el inicial. Como se ve en la Grafico 2 (a), en el caso de aluminio, el final es mayor que el inicial y por encima de este punto, el pH final es ms bajo. Adems, para el hierro, el final es siempre mayor que el inicial. La diferencia entre inicial y valores de final disminuye el inicial (vase el Grfico. 3(b)). Estos resultados sugieren que la electrocoagulacin exhibe cierta capacidad de almacenamiento intermedio del , especialmente en un medio alcalino. El efecto del inicial sobre las eficiencias de eliminacin de y la turbidez se presenta en Grafico.2(a) para el electrodo de aluminio. Como se ve, para , la eliminacin de turbidez es tan hasta el y entre el y el de remocin de . Turbidez y caen dramticamente a . Por otra parte, para los electrodos de hierro, como se ve en la figura. 3(b). En el rango de nicial , las remociones de turbiedad y alcanzan y , respectivamente. Luego bajan a y a . Para ambos materiales, es claro que la y el traslado de turbidez muestra la misma tendencia. Las eficiencias ms altas de remocin se han obtenido con el aluminio en medio cido con , mientras que el hierro es ms eficiente en medio neutro y alcalino, especialmente entre . (Kobya, y otros, 2003)2.6.1.8.6. Densidad de corrienteLa densidad de corriente es un parmetro muy importante en la electrocoagulacin ya que determina la dosificacin del coagulante, la tasa de produccin de burbuja, el tamao y el crecimiento de los flculos, lo que puede afectar a la eficiencia de la electrocoagulacin. Con un aumento en la densidad de corriente, los aumentos de las tasas de disolucin del nodo. Esto conduce a un aumento en el nmero de flculos de hidrxido de metal que resulta en el aumento en la eficiencia de eliminacin de contaminantes. Un aumento de la densidad de corriente superior a la densidad de corriente ptima no resulta en un aumento en la eficiencia de eliminacin de contaminantes con suficiente nmeros de flculos de hidrxido de metal que estn disponibles para la sedimentacin del contaminante.2.6.1.8.7. Distancia entre los electrodosLa distancia entre electrodos juega un papel significativo en la electrocoagulacin como el campo electrosttico depende de la distancia entre el nodo y el ctodo. El mximo contaminante removido con eficiencia se obtiene mediante el mantenimiento de una distancia ptima entre los electrodos. En la distancia mnima entre electrodos, la eficiencia de eliminacin de contaminantes es baja. Esto es debido al hecho que los hidrxidos metlicos generados actan como floculos y son removidos del contaminante por sedimentacin obteniendo la degradacin por colisin uno con el otro debido a la alta atraccin electrosttica. Los aumentos de eficiencia de remocin de contaminantes con un incremento en la distancia entre electrodos desde el mnimo hasta la distancia ptima entre los electrodos. Esto es debido al hecho de que por ms aumentando la distancia entre los electrodos, hay una disminucin en los efectos electrostticos resultantes en un movimiento lento de los iones generados. Se proporciona ms tiempo para que el hidrxido de metal generado aglomere para formar los flculos resultantes en un aumento de la eficiencia de eliminacin del contaminante en la solucin. En ms aumento de la distancia de los electrodos ms que la distancia ptima de los electrodos, hay una reduccin en la eficiencia de eliminacin de contaminantes. Esto es debido al hecho de que el tiempo de viaje de los iones aumenta con un aumento en la distancia entre los electrodos. Esto conduce a una disminucin de la atraccin electrosttica resultante en la formacin de menos flculos necesaria para coagular el contaminante.2.6.1.8.8. Efecto de la velocidad de agitacinLa agitacin ayuda a mantener las condiciones uniformes y evita la formacin de concentracin del gradiente en la clula de electrlisis. Adems, la agitacin en la clula de electrlisis imparte velocidad para el movimiento de los iones generados. Con un aumento en la agitacin velocidad hasta la velocidad ptima de agitacin, hay un aumento en la eficiencia de eliminacin de contaminantes. Esto es debido al hecho de que al aumentar la movilidad de los iones generados, se forman los flculos mucho antes que resultando en un aumento en la eficiencia de eliminacin de contaminantes para un tiempo particular de electrlisis. Pero con un aumento en la velocidad de agitacin ms all del valor ptimo, hay una disminucin en la eficiencia de eliminacin de contaminantes como los flculos quedan degradadas por la colisin entre s debido a la alta velocidad de agitacin.2.6.1.8.9. Tiempo de electrlisisLa eficiencia de eliminacin de contaminantes es tambin una funcin del tiempo de electrlisis. La eficiencia de remocin de contaminantes incrementa en aumento en el tiempo de electrlisis. Pero ms all del tiempo ptimo de electrlisis, la eficiencia de eliminacin de contaminantes se vuelve constante y no aumenta con un aumento en el tiempo de electrlisis. Los hidrxidos de metal estn formados por la disolucin del nodo. Para una densidad de corriente fija, el nmero de hidrxido de metal generado aumenta con un aumento en el tiempo de electrlisis. Para ms largo tiempo de electrlisis, hay un aumento en la generacin de flculos resultando en un incremento en la eficiencia de eliminacin de contaminantes. Para un tiempo de electrlisis ms all del tiempo ptimo de electrlisis, la eficiencia de eliminacin de contaminantes no aumenta con suficiente nmero de flculos que estn disponibles para la eliminacin del contaminante.

Grfico N 4: La eliminacin de DQO, el color y la turbidez en funcin del tiempo de electrlisis durante el tratamiento electroqumico e la vinaza coagulacin + floculacin con una diferencia de potencial constante de celda de 5V

F

Fuente: Kumar Sharma, y otros, 20112.6.1.8.10. Concentracin inicial de contaminanteLa eficiencia de eliminacin de contaminantes disminuye con un aumento en la concentracin inicial del contaminante para una densidad de corriente constante. Esto es debido al hecho de que el nmero de hidrxido de metal flculos formados puede ser insuficiente para sedimentar el mayor nmero de molculas de los contaminantes a concentraciones de contaminantes iniciales ms altas.2.6.1.8.11. Tiempo de retencinDespus de la finalizacin del proceso de electrocoagulacin para un tiempo particular de electrlisis, la solucin se mantiene durante un perodo fijo (tiempo de retencin) para permitir la sedimentacin de las especies coaguladas. A medida que el tiempo de retencin se incrementa la eficiencia de eliminacin de los de contaminantes aumenta. Esto es debido al hecho que con un aumento en el tiempo de retencin, todas las especies coaguladas se establecen fcilmente para dar un sobrenadante transparente lquido y lodo. Pero proporcionar un tiempo de retencin ms que el tiempo ptimo los resultados en la reduccin de contaminantes eliminados con eficiencia de la absorcin de contaminantes desorbe de nuevo en la solucin2.6.1.8.12. Pasivacin del electrodoLa pasivacin del electrodo es la acumulacin de una capa inhibidora (por lo general un xido) en la superficie del electrodo. La pasivacin no es deseable para la disolucin del nodo y el funcionamiento de electrocoagulacin. El primer control de la pasivacin es el modo galvanosttico de operacin. La corriente y el potencial son dependientes del sistema de resistencia global. Cualquier resistencia por parte de una capa de pasivacin aumenta el potencial de la celda, pero no afecta ni al coagulante o a las tasas de produccin de burbuja. El uso de agua desionizada minimiza la presencia de contaminantes tales como carbonatos, que puede fcilmente pasivar los electrodos. Los electrodos deben ser mecnicamente limpiados peridicamente para eliminar cualquier material de pasivacin. Este mantiene la integridad de los electrodos y asegura la disolucin andica a una velocidad constante. Tambin estas capas impermeables impiden el transporte de corriente eficaz entre el nodo y el ctodo. La formacin de corrosin en los electrodos puede ser eliminado por utilizando corriente alterna en lugar de en la electrocoagulacin.

2.6.1.8.13. Costo y anlisisEl anlisis de costo juega un papel importante en el tratamiento de aguas residuales industriales la tcnica de tratamiento como la tcnica de tratamiento de aguas residuales debera tener un costo atractivo. Los costos involucrados en la electrocoagulacin incluye, el coste del consumo de energa, el coste de la disolucin del electrodo y el coste de la adicin de cualquier producto qumico externo (por el aumento de la conductividad de la solucin o variar el pH de la solucin). El costo operativo mediante electrocoagulacin se puede calcular por las ecuacion3es siguientes.Consumo del electrodo de electrodos disueltos de efluente Consumo de energa Consumo qumico Producto qumico/ Qumicos usadosde efluenteCosto de operacin El clculo detallado de los costos de operacin para el tratamiento de agua potable mediante electrocoagulacin tiene que contiene fluoruro ha sido reportado por Ghosh et al. (2011). Espinoza-Quiones et al. (2009), estudi la remocin de materia orgnica y contaminantes inorgnicos de las aguas residuales de una espuma de acabado industrial procesado mediante la electrocoagulacin. Encontraron la electrocoagulacin a ser ms barato en comparacin con el mtodo convencional. El costo operativo de la electrocoagulacin se encontr que era del efluente de curtidura tratado en comparacin con el costo es de de efluente tratado por mtodos convencionales. Del mismo modo Bayramoglu et al. (2007) han informado de que la operacin costo de coagulacin qumica es veces ms alta que la de electrocoagulacin para el tratamiento de aguas residuales textiles. (Khandegar, y otros, 2013)

2.6.1.9. Aspectos tcnicos de operacin de la electrocoagulacinLas condiciones de operacin de un sistema de electrocoagulacin son altamente dependientes de las condiciones qumicas, pH, tamao de partculas del agua a tratar y especialmente de su conductividad. El tratamiento general de las aguas residuales requiere aplicaciones baja de voltaje ( 70%) se obtiene tpicamente con parmetros ptimos. se pueden utilizar En general los Electrodos de aluminio de hierro y de la combinacin. Los electrodos de hierro dan mayor remocin de materia orgnica, mientras que la remocin de color ms alta es obtenido con electrodos de aluminio. purificacin de las aguas superficiales de la materia orgnica natural, contaminantes inorgnicos o microbios (Tabla 3). Tpicamente alta eliminacin de contaminantes (> 90%). se utilizan electrodos de aluminio con ms frecuencia que los electrodos de hierro en estas aplicaciones (Vepslinen, 2012)

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Tabla N 1: Recientes estudios En el que se ha utilizado la electrocoagulacin para eliminar los contaminantes metlicos del agua.ContaminantesmatrizMaterial de electrodoParmetros estudiadosCondiciones ptimas y notas

Arsnico Arsnico Soluciones sintticas aguas subterrneasCombinacin de electrodos de Inicial, concentracin inicial, densidad de corriente, tiempo de tratamiento, diseo de la celda electroqumica.Pudo obtener prcticamente la remocin total del arsnico, optima remocin con caudal modificado y reactor acoplado. Pude producirse La oxidacin de Y en neutro y alcalino

Cromo Cromo Soluciones sintticas, aguas subterrneasCombinacin de electrodos de inicial, densidad de corriente, concentracin de electrolito, material del electrodo, conductividad y tiempo de tratamientoPrcticamente remocin completa del . Durante la electrocoagulacin. Pude tener lugar a la reduccin de a

Cobalto Soluciones sintticasElectrodos de Densidad de corriente, inicial, Conductibilidad, Concentracin inicial, tiempo de tratamiento.El inicial tiene efecto significativo sobre la eficiencia de la remocin. Mayor eficiencia de remocin de un inicial neutro y alcalino.

Hiero agregado en agua de grifo Electrodos de Densidad de corriente, concentracin inicial, tiempo de tratamiento, distancia entre electrodos.Remocin prcticamente completa con mucho ms tiempo de tratamiento y/o alta densidad de corriente.

Mercurio Soluciones sintticas agua superficialesElectrodos de Densidad de corriente, inicial, tiempo de tratamiento, distancia ente electrodos material de electrodo.Eliminacin prcticamente completa del mercurio, alta eficiencia de tratamiento con electrodos de hierro.

Indio Soluciones sintticasCombinacin de Electrodos de Concentracin inicial, electrolitos de soporte, material de electrodo, tensin aplicada Ms alta eficiencia de eliminacin con electrodos de , La cintica de remocin del indio sigue un mecanismo de pseudo segundo orden.

Magnesio Soluciones sintticasElectrodos de inicial, densidad de corriente, tiempo de tratamiento, aniones , conductibilidad, concentracin inicial,Mejorada remocin en neutro y alcalino, posible reduccin directa en la superficie del ctodo.

Metales mixtos en aguas residuales Soluciones sintticas en aguas residuales Combinacin de electrodos de , acero inoxidableMaterial de electrodo, densidad de corriente, inicial , conductibilidad, tiempo de tratamiento, aniones, velocidad de flujo, concentracin inicial.Eliminacin generalmente mejorada en neutro y alcalino. Puede producirse La reduccin de metales en Los electrodos de hierro y de combinacin, comparados con el aluminio. pueden dar mejores resultados

Fuente: Electrocoagulation in the treatment of industrial waters and wastewatersTabla N 2: Recientes estudios En la que la electrocoagulacin se ha utilizado para eliminar los contaminantes orgnicos de las aguas residuales.ContaminantesmatrizMaterial de electrodoParmetros estudiadosCondiciones ptimas y notas

Colorantes, aguas residuales de textilSoluciones sintticas, aguas residualesElectrodos de , y combinacin de acero inoxidable Corriente de frecuencia pulsada, el tipo de suministro de energa, el inicial, la densidad corriente, el tiempo de tratamiento, el potencial de electrodo, productos qumicos auxiliares de teir.La corriente alterna pulsante da mejores resultados en comparacin con DC. Alta eficiencia de remocin obtenida con parmetros ptimos. Causa efectos adversos. Reduccin del Color y sigui una cintica de pseudo primer orden.

Aguas residuales de mataderosAguas residualesElectrodos de Tiempo de tratamiento, densidad de corriente, inicial, electrolito de soporte, material de electrodo.Se obtuvo Eliminacin de ms del 70% de la , color, aceite, grasa. Mayor eficiencia de eliminacin en el cido y neutro. Los electrodos son ms efectivo en la eliminacin de y color, mientras que el hierro es ms eficaz en la eliminacin de aceite y grasa.

Curtiembre y aguas residuales Aguas residualesElectrodos de , ctodos de acero inoxidableDensidad de corriente, inicial, conductibilidad, concentracin inicial, tiempo de tratamiento, configuracin de electrodoLos electrodos de son ms eficaces en la eliminacin de y sulfuro que en comparacin con los electrodos de aluminio. Mejor eficiencia el tratamiento se obtuvo cuando el inicial era acido, normalmente se obtuvieron alta remocin de , Sulfuro, aceite, grasa, turbidez . La Cintica sigue una seudo cintica de primer o segundo orden.

Aguas residuales de pulpa , papel y arroyos Aguas residuales y flujos de residuos Electrodos de , y combianacionesMaterial de electrodo, inicial, densidad de corriente, tiempo de tratamiento, electrolito de soporte, velocidad de agitador, distancia de electrodo, temperaturaEl es ms eficaz. En Inicial Ligeramente cido o neutro da mayor remocin. El aumento de la velocidad de rotacin y distancia de electrodos aumenta eliminacin de contaminantes. El aumento de temperatura desde 20 C a 60 C disminuye la Eficiencia. Normalmente la eliminacin de polifenoles y color. La combinacin de electrodos da alta eficiencia.

Aguas residuales de almazaraAguas residualesElectrodos de Densidad de corriente , inicial, tiempo de tratamiento, electrolito de soporte, soporte de oxidantes y coagulantesEliminacin Normalmente ms del 70% de la , polifenoles, turbidez, SS y color. Reduce significativamente la toxicidad de las aguas residuales. Eliminacin ms alto obtenido cuando el pH inicial es neutro o ligeramente cido. Puede dar mayor eficiencia de remocin que el Al. Los oxidantes y otros coagulantes pueden mejorar la eliminacin.

Aguas oleosas, aguas residuales de petrleo refineraAguas residualesElectrodos de y acero inoxidableConfiguracin del electrodo , tiempo de tratamiento, material de electrodo, inicial, concentracin, soporte de electrolito, temperaturaSe ha obtenido normalmente eliminacin del , aceites, grasas, hidrocarburos de petrleo, , turbidez y sulfato. Alta remocin cuando el pH inicial es cido, neutro o ligeramente alcalino. Electrodos de pueden ser ms eficientes que el . La remocin aumenta a temperaturas inferiores.

Fuente: Electrocoagulation in the treatment of industrial waters and wastewatersTabla N 3: Recientes estudios en la que se ha utilizado la electrocoagulacin para eliminar los contaminantes de las aguas superficiales, subterrneas y los nutrientes de aguas residuales.ContaminantesMatrizMaterial de electrodoParmetros estudiadosCondiciones ptimas y notas

Agua superficial, materia orgnica naturalSoluciones sintticas, aguas superficialesElectrodos de Inicial, densidad de corriente, voltaje aplicado, soporte de electrolitos, concentracin inicial, tiempo de tratamiento, distancia entre electrodos.PH inicial ligeramente cido da ptimos resultados para la prevencin de la formacin de una capa sobre la superficie de los electrodos. y son Los electrolitos de soporte favorables. Se ha obtenido La remocin simultnea de los microbios.

BoroAguas geotrmicasElectrodos de Inicial, densidad de corriente, temperatura, tiempo de tratamientoSe ha obtenido alta eficacia de eliminacin del boro . El aumento de la temperatura aumenta la eficiencia de eliminacin. El ptimo es ligeramente alcalino .

FluoruroSoluciones sintticasElectrodos de Aniones, densidad de corriente, concentracin inicial, pH Inicial, velocidad de flujo, la residencia tiempoEl fluoruro compite con otros aniones. El sulfato inhibe la corrosin localizada de los electrodos. El cloruro y el nitrato previenen el efecto de sulfato y realzan la corrosin. El pH neutro es ptimo. Prcticamente posible remocin completa de fluoruro.

MicroorganismosSoluciones sintticasElectrodos de y acero inoxidable densidad de corriente, tiempo de tratamiento, material de electrodo, pH Inicial, , salinidad Los electrodos de fueron ligeramente ms eficaces que el o acero inoxidable. Es posible La eliminacin completa de los microorganismos. Ms eficiencia del Tratamiento al aumentar la temperatura.

NitratoSoluciones sintticasElectrodos de Inicial, tiempo de tratamiento , densidad de tratamiento, concentracin inicial Optima eliminacin en alcalino . La eliminacin de nitratos sigue la cintica de reaccin de primer orden. La densidad de corriente no afect a la eliminacin cuando se aadi misma dosis de coagulante durante la electrocoagulacin. Se puede conseguir Ms del 90% de eliminacin

Fosfatos y fsforosAguas residuales de soluciones sintticasElectrodos de y ctodos de acero inoxidableMaterial de electrodos , tiempo de tratamiento, Inicial, controlado, densidad de corriente, temperatura, aniones, concentracin inicial, distancia entre electrodos, conductibilidad, electrolito de soporteEs posible la eliminacin prcticamente completa de fosfato. El proceso de adsorcin sigue una cintica de segundo orden. Los aniones que compiten afectan la eficiencia de la eliminacin. Muy baja temperatura disminuye la eficiencia de eliminacin. El es ms eficiente que el . Alta eficiencia en inicial cida.

Fuente: Electrocoagulation in the treatment of industrial waters and wastewaters2.6.1.11. Ventajas de la electrocoagulacin La electrocoagulacin requiere equipos sencillos y es fcil de operar. La electrocoagulacin requiere una baja inversin inicial con bajo costo operativo. Los procesos electrolticos en la celda de la electrocoagulacin son controlados elctricamente y sin moverse por lo tanto requieren menos mantenimiento. La electrocoagulacin no exige ningn tipo de qumicos. As que no hay problema de neutralizar el exceso de productos qumicos y no hay posibilidad de contaminacin secundaria causada por sustancias qumicas. Genera lodos ms compactos y en menor cantidad, que involucra menor problemtica de disposicin de estos lodos. Los flculos formados por la electrocoagulacin son similares a los producidos qumicamente, pero ms grandes, contienen menos agua ligada, son anticidos y ms estables y pueden ser separados rpidamente por filtracin. La electrocoagulacin produce efluente con menos slidos disueltos totales (SDT) El contenido en comparacin con tratamientos qumicos. Si se vuelve a utilizar esta agua, el bajo nivel de SDT contribuye a un costo de recuperacin de agua inferior. El proceso de electrocoagulacin tiene la ventaja de eliminar las partculas coloidales ms pequeos, debido a que el campo elctrico aplicado los pone en movimiento ms rpido, facilitando de ese modo la coagulacin. Las burbujas de gas producidos durante la electrlisis pueden llevar el contaminante a la parte superior de la solucin en la que puede ser ms fcilmente concentra, para ser recuperado y removido. Despus del tratamiento electrocoagulacin genera, agua clara, incolora e inodora La electrocoagulacin maneja gran variacin en los flujos residuales con mltiples contaminantes.2.6.1.12. Desventajas de la electrocoagulacin Puede formarse una pelcula de xido impermeable en el ctodo que lleva a la prdida de eficiencia del proceso. No es efectivo en la remocin de DBO soluble, proveniente de solventes y anticongelantes. Los lodos contienen altas concentraciones de hierro y aluminio, dependiendo del material del electrodo utilizado. Debido a la oxidacin, nodo de sacrificio disuelto en el agua residual, necesita ser reemplazado regularmente. El uso de la electricidad puede ser costoso en algunos casos. (Chaturvedi, 2013)

2.6.2. Tratamiento de efluentesEl tratamiento de los efluentes es transformar estas en emisiones, cuyos valores se encuentren fuera de los valores permisibles por las normativas, en emisiones que tengan valores aceptados para las mismas. El tratamiento no asegura que se eliminen todos los efectos no deseables, sino que los limita hasta un valor que resulta aceptado por la normativa correspondiente. (Rubn Srtori)Los tratamientos a los que se deben someter los efluentes tienen que garantizar la eliminacin o recuperacin del compuesto orgnico en el grado requerido por la legislacin que regula el vertido del efluente o para garantizar las condiciones mnimas del proceso en el caso de reutilizacin o recirculacin de la corriente para uso interno. El nivel mximo admisible de contaminante puede conseguirse mediante la utilizacin de diversas tcnicas. La aplicacin de un mtodo u otro depende fundamentalmente de la concentracin del contaminante y del caudal de efluente. (Rodrguez Fernndes, y otros, 2006)El caudal de Los diferentes tipos de efluentes, la contaminacin presente y su concentracin dependen fundamentalmente de: Los procesos de fabricacin utilizados Materias primas y auxiliares empleados El tamao y antigedad de las instalaciones La climatologa de la zona (Escuela de Organizacion Industrial EOI, 2000) El sistema de tratamientos de efluentes consiste en el conjunto de acciones destinadas a tratar los efluentes, comprende: Sistema de recoleccin tratamientos de ajuste de los parmetros fsicos y qumicos primarios secundarios terciarios disposicin final o volcamiento (Rubn Srtori)

2.6.2.1. Calidad del aguaEl trmino calidad del agua es relativo y solo tiene importancia universal si est relacionado con el uso del recurso. Esto quiere decir que una fuente de agua suficientemente limpia que permita la vida de los peces puede no ser apta para la natacin y un agua til para el consumo humano puede resultar inadecuada para la industria. Para decidir si un agua califica para un propsito particular, su calidad debe especificarse en funcin del uso que se le va a dar. Bajo estas consideraciones, se dice que un agua est contaminada cuando sufre cambios que afectan su uso real o potencial.2.6.2.2. Caractersticas de calidad del aguaEl agua natural es una solucin de diversos compuestos que se van adhiriendo al agua, de acuerdo a los procesos del ciclo hidrobiolgico; estos le dan un carcter diferente al agua natural, de acuerdo a los composicin de los suelos, a su ubicacin y a los procesos fsicos qumicos que se realizan durante su paso, el agua pose entonces unas caractersticas variables que le hacen diferente de acuerdo al sitio y al proceso de donde provenga.2.6.2.2.1. Caractersticas fsicasLas caractersticas fsicas del agua, llamadas as porque pueden impresionar a los sentidos (vista, olfato, etctera), tienen directa incidencia sobre las condiciones estticas y de aceptabilidad del agua. Se consideran importantes las siguientes: turbiedad slidos solubles e insolubles color olor y sabor temperatura. (Barrenechea Martel)2.6.2.2.2 Caractersticas qumicas El agua es llamado solvente universal y los parmetros qumicos estn relacionados con la capacidad del agua para disolver diversas sustancias entre las que podemos mencionar a los slidos disueltos totales, alcalinidad, dureza, fluoruros, metales, materia orgnica y nutrientes, como se muestra en el la tabla 4. (Arellano Daz, 2002)Medicin del contenido de materia orgnica: los parmetros de mayor utilizacin para cuantificar la materia orgnica son: la demanda bioqumica de oxigeno (DBO) y la demanda qumica de oxigeno (DQO). (Marn Ocampo, y otros, 2013)

2.6.2.2.3. Caractersticas Biolgicas Los principales grupos de organismos presentes, tanto en aguas residuales como en aguas superficiales, se clasifican en organismos eucariotas, eubacterias y arquebacterias los virus tambin presentes en el agua residual, se clasifica en funcin a su sujeto infectado. Como se muestra en el tabla 4. (Marn Ocampo, y otros, 2013) Tabla N 4: Caractersticas del agua

Fuente: Marn Ocampo, y otros, 2013

2.6.2.3. Contaminacin del agua2.6.2.3.1. Contaminantes de aguas superficiales (ros y lagos)Existen desechos orgnicos clsicos, excretas humanas y animales, as como restos agrcolas fibrosos, (provenientes de los cultivos cosechados, representando ms de la mitad de los desechos orgnicos clsicos). Tambin hay residuos generados en los procesos industriales y en la disposicin de los residuos slidos de los productos industriales despus de un tiempo variable. Aunque los residuos orgnicos son biodegradables, representan un problema, ya que pueden causar reduccin del oxgeno disuelto en lagos y ros. Las excretas humanas pueden contener microorganismos patgenos tales como los causantes de enfermedades de transmisin hdrica (clera, fiebre tifoidea y disentera). Los residuos industriales pueden incluir metales pesados y productos qumicos sintticos tales como pesticidas. Estos compuestos se caracterizan por su toxicidad y persistencia: no son degradados fcilmente en las condiciones ambiente ni en las plantas convencionales de tratamiento de efluentes. Tambin hay productos industriales contaminantes relativamente inocuos porque son inertes, biodegradables o no txicos.Otro aspecto importante de la contaminacin del agua radica en la acumulacin de metales pesados, nutrientes y compuestos txicos en el fondo de deltas, estuarios y ros. Debido a su contenido contaminante elevado, el dragado de estos sedimentos no puede usarse en rellenos en reas agrcolas y/o pobladas.2.6.2.3.2. Contaminantes de las aguas subterrneasEl enterrado (dumping) de residuos qumicos txicos constituye una fuente seria de contaminacin de las aguas subterrneas y superficiales. Los recipientes metlicos utilizados como contenedores se corroen con el tiempo y su contenido afecta el Medio Ambiente.Si bien la contaminacin de ros y lagos es reversible, ello no es aplicable a las aguas subterrneas. Al presente, poco se conoce respecto a la calidad de las reservas acuferas subterrneas mundiales, salvo en aquellas zonas donde se explotan activamente (Europa, USA)Entre el 5 y 10% de los pozos estudiados tienen niveles altos de nitratos, incluso mayores que los 45 mg/1 max, recomendado por la Organizacin Mundial de la Salud (OMS). Muchos contaminantes orgnicos encuentran su camino en las aguas subterrneas por rotura de tanques de enterrado de residuos, prdidas de desages y tanques de combustible y arrastres de las reas cultivadas y de las superficies pavimentadas en reas urbanas y suburbanas. Al no disponer del oxgeno de la atmsfera como las aguas superficiales, las aguas subterrneas tienen una baja capacidad auto depuradora. En consecuencia, prevenir la contaminacin es el nico camino racional para preservar las aguas subterrneas.2.6.2.3.3. Contaminantes de origen atmosfricoIngresan al ciclo hidrolgico a travs de la atmsfera. El viento puede tambin transportar contaminantes (ceniza voladora o pesticidas) a grandes distancias e incluso depositarlos en las superficies de lagos y ros.2.6.2.3.4. Contaminantes de los ocanosLas descargas de los ros, escorrentas difusas, transporte atmosfrico, hundimiento de residuos, extraccin minera, accidentes de navegacin, etc. son los responsables de los aportes de materia suspendida y disuelta en los ocanos y que ejercen sus efectos iniciales en la zona costera. Lo que an no se conoce con certeza es cun rpido las sustancias txicas pueden acumularse en los organismos marinos o hasta dnde estas acumulaciones son reversibles. Tampoco se conoce con certeza cmo se transportan los compuestos qumicos sintticos en el ocano y si las sustancias txicas se acumulan en los sedimentos del fondo y de all ingresan en la cadena alimenticia que termina en el hombre. (Prando, 1996)

Figura N 10: Mecanismos de contaminacin del agua

Fuente: Universitat Politcnica de Catalunya2.6.2.4 Parmetros generales para determinar la contaminacinUn agua residual influye en el medio donde se vierte debido bsicamente a cinco parmetros. Materia oxidable, que consume oxgeno. Slidos en suspensin, que dificultan la actividad biolgica de los seres acuticos y la recarga de los acuferos. Materias inhibidoras o txicas, que inhiben, modifican o anulan la actividad biolgica y/o se pueden acumular en la cadena trfica. Nutrientes (N y P) que intervienen en los procesos de eutrofizacin. Salinidad que puede condicionar la transferencia de materia entre el entorno y las clulas. Otros como la temperatura de los vertidos y el contenido en grasas tambin pueden ser importantes. Consecuentemente la caracterizacin de un agua residual se realiza respecto a todos estos parmetros.2.6.2.4.1 Materia oxidable Demanda qumica de oxigeno (D.Q.O)Mide la cantidad de oxigeno equivalente al dicromato potsico usado en la oxidacin de una muestra de agua residual. Es una reaccin intensa en la que se oxida la mayora de la materia orgnica, entre el 95 y el 100% (no oxida: piridina, benceno, amonio,), tambin oxida algunos compuestos inorgnicos como sulfuros, cianuros etc. Las unidades en que se expresa son ppm de oxgeno.Demanda bioqumica de oxgeno (D.B.O.)Mide la cantidad de oxigeno consumida por las bacterias al degradar la materia orgnica. Es una oxidacin ms suave que la D.Q.O. solo mide los compuestos biodegradables (asimilables por las bacterias). Normalmente se expresan dos valores de la misma, DBO5 y DBO21 y expresan los consumos de oxgeno a los 5 y a los 21 das. La DBO21 representa en la mayora de los casos la DBO total o ltima, an que usualmente se trabaja con la DBO5 que representa alrededor del 70% de la DBO total, dependiendo siempre del agua analizada.Grfico N 5: Curva caracterstica del DBO, por oxidacin de materias de carbono orgnico

Fuente: Universitat Politcnica de CatalunyaAl ser la DBO una medida del consumo de oxgeno por los organismos vivos, su metabolismo y por tanto este consumo depender de la temperatura y por consiguiente se deber efectuar a temperatura controlada (20 C) y comparndolo siempre con un ensayo en blanco de referencia.Grfico N 6: Variacin del DBO con la temperatura y el tiempo

Fuente: Universitat Politcnica de CatalunyaEn el grfico anterior podemos ver una variacin de la DBO a los 15, 18 y 40 das para las curvas de 30, 20 y 10 C respectivamente, este mayor consumo de oxigeno se debe a la oxidacin del nitrgeno orgnico y amoniacal (NTK), primero a nitritos y despus a nitratos. sta se produce por bacterias especficas (nitrosomas y nitrobacter) con metabolismo ms lento y ms sensibles al entorno, por lo que no se manifiesta hasta la oxidacin casi total de la DBO carbonosa.Pueden existir problemas en la determinacin de la DBO de aguas industriales, por la presencia de inhibidores (sales y txicos) o por la necesidad de aclimatacin de las bacterias. Valores de DBO superiores a 2000 ppm son imprecisos ya que se ha de diluir mucho la muestra para efectuar el ensayo.Se pueden efectuar otras medidas relacionadas con la materia oxidable o con la materia orgnica, como son: Demanda total de oxigeno (DTO) y carbono orgnico total (COT). Los dos son mtodos instrumentales2.6.2.4.2. Slidos en suspensinLa medida de las partculas condiciona su superficie especfica, la relacin entre ellas es cuadrtica, y la superficie especfica est relacionada con el tiempo de decantacin tal como podemos ver en el cuadro de la pgina siguiente.Slidos en suspensin totales (SST)Fraccin de slidos que no pasa por el filtro de 0.45 . Slidos en suspensin sedimentables (SSS). Fraccin de los SST que puede separarse por sedimentacin simple segn ensayo normalizado. Slidos en suspensin no sedimentables (SSNS). Fraccin de los SST que no se separa por sedimentacin en los ensayos normalizados.Slidos disueltos (SD)Sera mejor definirlos como slidos filtrables, son aquellos que no son retenidos por el filtro y podemos distinguir entre ellos: Slidos coloidales, fraccin comprendida entre 10-3 i 1 . Se pueden separar por procesos fisicoqumicos (coagulacin-floculacin). Slidos disueltos, fraccin de medidas inferiores a 10-3.

Grfico N 7: Clasificacin de las partculas

Fuente: Universitat Politcnica de CatalunyaSlidos totales (ST)Suma de SST Y SD. Para todos los casos y segn la volatilidad a 600 C se distingue entre fraccin orgnica y fraccin inorgnica, esta ltima permanece en forma de ceniza.2.6.2.4.3. Materias inhibidorasPueden presentar toxicidad o inhibir los procesos biolgicos gran cantidad de compuestos qumicos, tanto orgnicos (aromticos, fenoles, aldehdos, organohalogenados, productos fitosanitarios, etc.) como inorgnicos (metales pesados, Hg, Cd, Cr, Zn, Cu, etc. Aniones: CN-, S=, etc.). Para detectar esta toxicidad tenemos las pruebas con Dafnis y con bacterias (microtox), aunque siempre es bueno conocer la procedencia del agua para poder determinar estos txicos con seguridad, intentar evitarlos y prevenir los tratamientos. Las materias inhibidoras pueden influenciar en las medidas de la DBO, presentando resultados ms bajos o nulos, y dando resultados de anlisis errneos.2.6.2.4.4. Nutrientes (N, P)Los compuestos de nitrgeno: amonio y nitrgeno orgnico, que se presentan en los anlisis como NTK (nitrgeno total Kjeldall), proceden tanto de vertidos urbanos como industriales, la procedencia de nitritos y nitratos es bsicamente industrial, en las depuradoras y en los ros se pueden generar nitratos por oxidacin del amonio o del nitrgeno orgnico. Los compuestos de fsforo provienen generalmente de residuos urbanos, fosfatos y polifosfatos que se encuentran en la formulacin de los detergentes. Estos compuestos de nitrgeno y fsforo pueden aparecer en las aguas como contaminacin difusa de las actividades agrcolas y ganaderas.El Nitrgeno y el fosforo actan como nutrientes en las especies vegetales, as pues con el CO2 atmosfrico y estos nutrientes pueden crecer algas en el agua, generndose materia orgnica (materia degradable que consume oxgeno) a partir de componentes inorgnicos, es lo que se conoce como procesos de eutrofizacin.2.6.2.4.5. SalinidadLa salinidad puede modificar el crecimiento de los microorganismos, ya que influye en los procesos metablicos, las modificaciones de la misma alteran los procesos de transferencia de materia debido a las diferencias de presin osmtica. Es un parmetro difcil de corregir en aguas residuales, por lo que su mejor tratamiento es la prevencin. Otros parmetros como temperatura, grasas, tensoactivos, etc. Pueden influir en los procesos de depuracin, por lo que es conveniente conocer sus valores y tenerlos en cuenta en las plantas de tratamiento. (Universitat Politcnica de Catalunya)

2.6.4.5. Ley de Recursos Hdricos N 29338Promulgado el 1 de enero del 2010. Reglamento de la ley de recursos hdricos. Disposiciones complementarias finales.Sexta.- Vertimientos de aguas residuales en el marEst prohibido efectuar vertimientos de aguas residuales al mar sin tratamiento previo. Tratndose de vertimientos mediante emisario submarino, los tratamientos previos debern ser definidos por el sector correspondiente; no deben causar perjuicio al ecosistema y otras actividades marino costeras. En este caso ser exigible nicamente el cumplimiento de los Estndares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua, ECA Agua.2.6.4.6. Estndares de calidad ambiental (ECA)Establecidos por el MINAM, fijan los valores mximos permitidos de contaminantes en el ambiente. El propsito es garantizar la conservacin de la calidad ambiental mediante el uso de instrumentos de gestin ambiental sofisticados y de evaluacin detallada. (MINAM)Estndares nacionales de calidad ambiental para agua. Decreto supremo N002-2008 MINAM, Decreta. Que el artculo I del ttulo preliminar de la ley N 28611 ley general del ambiente, establece que toda persona tiene derecho irrenunciable a vivir en un ambiente saludable, equilibrado y adecuado para el pleno desarrollo de la vida, y el deber de construir una efectiva gestin ambiental y de proteger el medio ambiente, as como sus componentes, asegurando particularmente la salud de las personas en forma individual y colectiva, la conservacin de la diversidad biolgica, el aprovechamiento de los recursos ambientales y el desarrollo sostenible del pas. (El Peruano, 2008)

Tabla N 5: Estndares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua Fuente: El Peruano, 20082.7. Marco conceptualElectrocoagulacin: proceso que consiste en crear floculos de hidrxidos metlicos dentro del agua mediante la electrodisolucin de los nodos solubles, por lo general hechos de hierro o aluminio (Comninellis, y otros, 2010)Coagulacin: El proceso en el que partculas coloidales se unen irreversiblemente para formar masas ms grandes. La coagulacin puede ser provocada por adicin de iones para cambiar la concentracin inica de la solucin y por lo tanto desestabilizar el coloide. (Oxoford University Press, 2008)Floculacin: es el proceso en el cual las partculas coloidales se agregan en grupos ms grandes. A menudo, el trmino es usado para una agregacin reversible de partculas en las cuales las fuerzas que mantienen las partculas unidos son dbiles y el coloide puede ser dispersado de nuevo por la agitacin. (Oxoford University Press, 2008)Electrofloculacin: Es la produccin electroqumica de agentes que promueven que en las partculas se acorte su fusin. Se ha observado un aumento en el tamao de burbuja en los ctodos con sobretensiones ms pequeos para el desprendimiento de hidrgeno (Rejeshwar, y otros, 1997)Electrodisolucin: es la disolucin electroqumica de un material a la especie soluble. Puede ser considerado como la inversin de ' electrodeposicin. Mientras la mayor parte de metales disuelven andicamente, las pelculas de xido por lo general disuelven catdicamente. En una clula electroqumica uno puede tener electrodeposicin sobre un electrodo (tpicamente el ctodo) y electrodisolucin en el otro (tpicamente el nodo). (Bard, y otros, 2008) Electroflotacin: efecto ascendente de la materia orgnica en las aguas residuales provocada por la presencia de burbujas de hidrogeno y oxigeno generados por una electrolisis del agua con electrodos especficos. (Elias Castells, 2012)Coloides: Molculas o partculas polimoleculares dispersas en un medio con un tamao de un orden de a al menos en una direccin .se clasifican en dispersiones coloidales, en donde las partculas estn dispersas en un medio continuo, coloides lifilos, en que las partculas son molculas individuales y no agregaciones, y coloides asociados, con agregados de molculas en los que en partes son lifilas y partes son liofobas en el medio de dispersin (Acosta, 2005)La coagulacin electroqumica: La coagulacin electroqumica es un proceso complejo que se puede utilizar para reducir el contenido orgnico de los muchos tipos de aguas residuales industriales, incluidos los contaminados con partculas coloidales, macromolculas, o emulsiones (O/W). Este proceso consta de dos procesos secuenciales: la dosis de reactivo, que es realmente la ms importante del proceso electroqumico, y los procesos de coagulacin / floculacin posteriores. En principio, estos procesos son electroqumicos y los procesos posteriores fsicos y qumicos. Sin embargo, la movilidad de los contaminantes puede ser mejorada grandemente debido a los procesos electroforticos de electromigracin. (Comninellis, y otros, 2010)Ion: Un tomo o grupo de tomos que haya perdido uno o ms electrones, lo que es carga positiva (un catin), o ganado uno o ms electrones, por lo que es carga negativa. (Oxoford University Press, 2008)Demanda Bioqumica de Oxigeno (D.B.O): cantidad de oxgeno consumido por los microorganismos que descomponen la materia orgnica de residuos en el agua. Por lo tanto, se utiliza como una medida de la cantidad de ciertos tipos de contaminantes orgnicos en el agua. DBO se calcula por el mantenimiento de una muestra de agua que contiene una cantidad conocida de oxgeno por cinco das a 20 C. El contenido de oxgeno se mide de nuevo despus de este tiempo. Una alta DBO indica la presencia de un gran nmero de microorganismos, lo que sugiere un alto nivel de contaminacin. (Oxoford University Press, 2008)Demanda qumica de oxigeno (D.Q.O): cantidad de oxigeno dividido por el volumen del sistema, necesario para oxidar un material de las aguas residuales mediante un agente qumicamente oxidante. (Acosta, 2005)Solidos suspendidos: El trmino se refiere a las partculas orgnicas e inorgnicas as como lquidos inmiscibles que se encuentran el agua. (Campos Gmez, 2003)Solidos totales: se pueden dividir en dos fracciones: slidos disueltos y slidos en suspensin. Se utiliza Un crisol Gooch para separar los slidos en suspensin de slidos disueltos. (Vesilind, y otros, 2010)Solidos suspendidos totales: Son slidos constituidos por solidos sedimentables, slidos y matera orgnica en suspensin y/o coloidal, que son retenidos en el elemento filtrante. Los slidos suspendidos totales o el residuo no filtrante de una muestra de agua natural o residual industrial domstica. Se define como la proporcin de solidos retenidos por el filtro de fibra de vidrio, que posteriormente se seca a 103 105 C hasta un peso constante. El incremento del peso del filtro representa el total de solidos suspendidos. (Marn Ocampo, y otros, 2013)Solidos disueltos totales: Son las sustancias orgnicas e inorgnicas solubles en el agua y que no son retenidos en el material filtrante el trmino solidos hace alusin a materia suspendida o disuelta en un medio acuoso. La determinacin de solidos disueltos totales, mide especficamente el total de residuos slidos filtrables (sales y residuos orgnicos) a travs de una membrana con poros de (o ms pequeos) (Marn Ocampo, y otros, 2013)Electrolisis: mtodo por el que las reacciones qumicas se llevan a cabo por paso de la corriente elctrica a travs de una solucin de un electrolito (McGraw Hill, 2003)Electrodo: Un conductor que emite o recoge los electrones en una clula o vlvula termoinica, dispositivo semiconductor, etc. El nodo es el electrodo positivo y el ctodo es el electrodo negativo (Oxoford University Press, 2008)nodo: electrodo donde se produce la oxidacin y los electrones fluyen del electrolito al electrodo. En el otro electrodo que se llama ctodo los electrones fluyen de electrodo al electrolito. Del ello se deduce que en una batera, el nodo es el electrodo negativo, en la electrolisis lo contrario, el nodo es el electrodo positivo. (Bard, y otros, 2008)

Ctodo: electrodo donde se produce la reduccin y los electrones fluyen del electrodo al electrolito. En el otro electrodo, que es llama nodo los electrones fluyen del electrolito al electrodo, se deduce que en una batera, el