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“Quien conoce a los demás
posee inteligencia; quien se
conoce a si mismo posee
clarividencia. Quien vence a
los demás posee fuerza;
quien se vence a si mismo es
fuerte.”
Lao zi
CONTENIDO
CONTENIDO...................................................................................................................2
RESUMEN.......................................................................................................................4
ABSTRACT......................................................................................................................5
INTRODUCCION.............................................................................................................6
1. OBJETIVOS.............................................................................................................8
1.1. Objetivo General...............................................................................................8
1.2. Objetivos específicos........................................................................................8
2. JUSTIFICACIÓN......................................................................................................8
3. MARCO TEÓRICO...................................................................................................9
3.1. El agua y su contaminación..............................................................................9
3.2. Indicadores de la contaminación del agua......................................................10
3.2.1. Indicadores físico-químicos:....................................................................10
3.2.2. Indicadores microbiológicos.....................................................................10
3.2.3. Otros indicadores:....................................................................................11
3.3. Industria Textil.................................................................................................11
3.3.1. Características de los residuos................................................................12
3.3.2. Ciclo toxico de la industria textil...............................................................12
3.4. Electroquímica................................................................................................13
3.4.1. Celdas electrolíticas.................................................................................13
3.5. Métodos electroquímicos para tratamiento de aguas residuales....................13
3.5.1. Electrocoagulación...................................................................................14
3.6. Aplicaciones....................................................................................................22
3.6.1. Descripción del proceso...........................................................................22
3.7. Desinfección UV..............................................................................................24
3.7.1. Reacciones..............................................................................................26
3.7.2. Subproductos de la desinfección con rayos ultravioleta..........................27
3.7.3. Funcionamiento.......................................................................................27
4. RECOMENDACIONES..........................................................................................30
BIBLIOGRAFIA..............................................................................................................31
2
3
RESUMEN
Uno de los desafíos mayores que enfrenta hoy la humanidad es proporcionar agua
limpia a una inmensa mayoría de la población mundial La industria textil es una de las
más grandes a nivel mundial sin embargo la cantidad de sustancias químicas que se
utilizan en el proceso de tinción y deslavado provoca que las descargas de agua
residual contenga una cantidad considerable de compuestos tóxicos al ambiente,
como colorantes, al ser su degradación lenta y difícil esto nos ha motivado a
desarrollar técnicas innovadoras, más eficaces y económicas para el tratamiento de
aguas residuales como la electrocoagulación esta se convierte en un proceso
electroquímico optimizando los factoresque lo conforman, alcanzando el reto de
proteger,conservar y recuperar el recurso hídrico.
PALABRAS CLAVES: AGUA/ ELECTROCOAGULACION/ COLORANTES/
4
ABSTRACT
5
INTRODUCCION
El agua es un recurso natural renovable que se regenera continuamente mediante el
ciclo del agua o ciclo hidrológico, es el punto clave para la supervivencia humana, sin
embargo puede llegar a estar tan contaminada por las actividades humanas, que ya no
sea útil, sino más bien nociva .Por ello con el tiempo se a desarrollado mecanismos
que nos ayuden a prevenir y tratar el agua generando así las aguas residuales,
aparecen sucias y contaminadas: llevan grasas, detergentes, materia orgánica,
residuos de la industria sustancias muy tóxicas.
Estas aguas residuales si no tiene un debido DQO, DBO exigidos por la municipalidad
en la que la empresa se encuentre ubicada, deben ser depuradas, para devolver el
agua a la naturaleza en las mejores condiciones posibles. El primer Contaminante que
se reconoce es el color, puesto que una pequeña cantidad de pigmento en el agua, es
altamente visible y afecta la transparencia y la solubilidad
Para tratarla lo podemos realizar con la ayuda de la electroquímica, para cumplir
dichas normas establecidas, ya que no hay necesidad de agregar otros compuestos
químicos para el tratamiento de aguas si no que con la ayuda de la una corriente
eléctrica podemos realizar ese pretratamiento y así no afectar al medio ambiente
donde es desechada este tipo de agua además de que se puede potabilizar para su
consumo todo esto lo podemos lograr mediante procesos electroquímicos.
Ilustración 1. Tratamiento de aguas residuales en la Industria Textil
6
Fuente: http://www.aqualimpia.com/UASBtextil.htm
7
1. OBJETIVOS
1.1. Objetivo General
Investigar el estudio de las nuevas alternativas y aplicación de procesos de
electrocoagulación en el tratamiento de efluentes acuosos contaminados con
materia coloidal, colorantes
1.2. Objetivos específicos
Conocer el uso de electrodos de aluminio en el tratamiento de aguas residuales
industriales
Comprobar la eliminación de colorantes a través de procesos electroquímicos
2. JUSTIFICACIÓN
Las industrias textiles en donde se hacen teñidos y lavados de sus materias primas
desechan aguas residuales que contienen restos de colorantes, sustancias orgánicas,
sin ningun tratamiento previo, el motivo de esta investigación es aportar con nuestros
conocimientos para dar alternativas diferentes haciéndolo primero a baja escala,
gracias a una visita realizada en Pichincha en la industria INTELA se pudo observar la
gran magnitud de contaminación que se está realizando, estas aguas son desechadas
sin ningún problema además de que la concentración de colorantes es alta y sus
moléculas de los colorantes son estructuras muy variadas y complejas , origen
sintético, poco biodegradables por ello esta actividad industrial necesita un
tratamiento de las aguas antes de ser llevadas al sistema de alcantarillado de la
ciudad, la electroquímica ha desarrollado un gran incremento en procesos
electroquímicos ya que son limpios y no requieren adición de mas contaminantes y lo
único que requiere solo es energía limpia. El reúso del agua residual es ahora una
necesidad, la cual está en busca de tecnologías efectivas y de bajo costo. Nuestra
investigación busca cumplir con los requerimientos ambientales de vertimientos del
agua residual de la industria textil, y contrarrestar la contaminación ambiental.
8
3. MARCO TEÓRICO
3.1. El agua y su contaminación
Es la alteración del estado original de la pureza del agua mediante la incorporación de
agentes extraños de manera directa o indirecta El agua procedente de la lluvia antes
de llegar al suelo ya recibe su primera contaminación al convertirse en lluvia acida con
la contaminación de los autos. Se produce por la incorporación de materias extrañas
como:
Tabla 1. Agentes infecciosos potencialmente presentes en aguas residuales domésticas no tratadas
Organismo Enfermedad Causada
Bacterias
Escherichia coli (enterotoxígeno) Gastroenteritis
Leptospira (spp.) Leptospirosis
Salmonella typhi Fiebre tifoidea
Salmonella (2,100
serotipos)Salmonelosis
Shigella (4 spp.) Shigellosis (disentería bacilar
Vibrio cholerae Cólera
Protozoos
Balantidium coli Balantidiasis
Cryptosporidium parvum Cryptosporidiasis
Entamoeba histolytica Amebiasis (disentería amoébica)
Giardia lamblia Giardiasis
Helmintos
Ascaris
LumbricoidesAscariasis
T. solium Teniasis
Trichuris trichiura Tricuriasis
Virus
Virus entéricos (72 tipos; por ejemplo:
virus echo y coxsackie del polio)
Gastroenteritis, anomalías del corazón y
meningitis.
Hepatitis A Hepatitis de tipo infeccioso
Agente de Norwalk Gastroenteritis
Rotavirus Gastroenteritis
9
Para el tratamiento o eliminación de estos elementos orgánicos, inorgánicos y agentes
infecciosos los hacemos con la ayuda procesos electroquímicos.
Agentes patógenos: Son los virus, bacterias, protozoarios
Sustancias químicas inorgánicas: ácidos, metales tóxicos como el plomo y Hg
Sustancias químicas orgánicas llegan al medio acuático por medio de
detergentes, plaguicidas, plásticos y petróleo.
Sedimentos o materia suspendida: Son partículas insolubles del suelo que
enturbian el agua, estas son el mayor agente contaminante del agua.
Sustancias Radioactivas: Estas pueden causar defectos congénitos y cáncer.
Otros: desechos agrícolas de los fertilizantes y plaguicidas que son arrastrados
por la lluvia hasta los ríos, desechos industriales, por la incineración de residuos
tóxicos, por la actividad petrolera y por los residuos sólidos que provienen de la
tala de árboles y la erosión.
3.2. Indicadores de la contaminación del agua
3.2.1. Indicadores físico-químicos:
Sólidos totales : comprende la materia (orgánica e inorgánica) disuelta, coloidal
Color: debe ser incolora; las aguas residuales tienen un color entre gris y negro.
Olor: ser inodora ; las aguas residuales domésticas tienen un olor desagradable.
Temperatura: influye en el desarrollo de la vida acuática, el oxígeno disuelto.
Turbidez: es mayor cuanto mayor es la contaminación del agua.
pH: mide la concentración de hidrogeniones; pH del agua potable entre 6,5-8,5
(DBO): determina midiendo la cantidad de oxígeno consumido por los
microorganismos.2mg/l
3.2.2. Indicadores microbiológicos
Coliformes: Escherichia coli; sirven como indicadores de contaminación fecal
3.2.3. Otros indicadores:
10
Elementos no deseables y/o tóxicos: Al, As, Fe, Mn, Ti, Zn, Sb, Ag, Ba, Cr, Sn,
F, Hg, Ni, Pb, Se,
Micro contaminantes orgánicos: hidrocarburos clorados, hidrocarburos
aromáticos poli cíclicos, aceites y grasas, pesticidas, detergentes, cianuros,
fenoles, etc.
Tabla 2. Límite máximo permisible para descargas en la Industria Textil
3.3. Industria Textil
La industria textil es una de las más grandes a nivel mundial sin embargo la cantidad
de sustancias químicas que se utilizan en el proceso de tinción y deslavado provoca
que las descargas de agua residual contenga una cantidad considerable de
compuestos tóxicos al ambiente, la industria textil puede dividirse en cuatro etapas
principales:
producción de la hebra, hilado,
tejido y punzonado;
Tintorería ,lavado, acabado de los tejidos;
fabricación de productos textiles.
11
3.3.1. Características de los residuos
Toda el agua residual se produce en la etapa final, las plantas de procesamiento textil
emplean una amplia variedad de tintes y otros compuestos químicos,colorantes y otros
acabados auxiliares. Muchos de estos no permanecen en el producto textil final sino
que son desechados después de cumplir con un uso específico.
Muchos de estos agentes químicos empleados en la industria textil son considerados
tóxicos y peligrosos. La descarga de estas substancias en el medio ambiente puede
causar serios perjuicios a la salud y al bienestar de una comunidad.
3.3.2. Ciclo toxico de la industria textil
Los solventes clorados se usan en la industria textil en la operación de descrude como
agentes desengrasantes y como portadores de los tintes. Los colorantes contienen
metales pesados como cromo, cobre y zinc, y substancias orgánicas.
Ilustración 2. Ciclo tóxico de la Industria Textil
Fuente:http://www.greenpeace.org/espana/es/Trabajamos-en/Parar-la-
contaminacion/Agua/Campana-Detox-/Historial-Detox/
12
3.4. Electroquímica
Es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la
energía química, las reacciones químicas que se dan en la interfase de un conductor
eléctrico (llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor) y un
conductor iónico (el electrolito)
3.4.1. Celdas electrolíticas
La celda electroquímica es un dispositivo para generar electricidad mediante una
reacción redox espontánea .En una celda el agente reductor pierde electrones por
tanto se oxida. El electrodo en donde se verifica la oxidación se llama ánodo. En el
otro electrodo la sustancia oxidante gana electrones y por tanto se reduce. El electrodo
en que se verifica la reducción se llama cátodo. La corriente eléctrica fluye del ánodo
al cátodo porque hay una diferencia de energía potencial entre los electrodos. En la
celda electrolítica la batería u otra fuente de corriente eléctrica, empuja los electrones
hacia el cátodo, por lo que éste tiene signo negativo (–) y los toma del ánodo, por lo
que éste es positivo (+).
Figura 1. Celda Electrolítica
Fuente:http://www.monografias.com/trabajos79/celdas-electroquimicas/celdas-
electroquimicas2.shtml
3.5. Métodos electroquímicos para tratamiento de aguas residuales
La utilización de procesos electroquímicos para el tratamiento de aguas residuales
está adquiriendo cada día más importancia por su versatilidad, reducido tamaño y
capacidad de automatización. Estos métodos involucran el uso de celdas
electroquímicas evitando así el uso de microrganismo o reactivos el sistema emplea 13
electrones para realizar el tratamiento, hoy en día los procesos electroquímicos han
alcanzado un estado en el cual no son solamente comparables desde el punto de vista
económico sino que también son más eficientes, compactos y automatizados. Los
procesos electroquímicos utilizados en el tratamiento de aguas utilizan electricidad
para producir una reacción química destinada a la eliminación o destrucción del
contaminante presente en el agua
3.5.1. Electrocoagulación
La electrocoagulación es un proceso que utiliza la electricidad para eliminar
contaminantes en el agua que se encuentran suspendidos, disueltos o emulsificados.
La técnica consiste en inducir corriente eléctrica en el agua residual de bajo voltaje y
por la acción a través de placas metálicas paralelas (electrodos metálicos,
normalmente aluminio/hierro). La corriente eléctrica proporciona la fuerza electromotriz
que provoca las reacciones químicas que desestabilizan las formas en las que los
contaminantes se encuentran presentes, bien sea suspendidas o emulsificadas. Es así
que los contaminantes presentes en el medio acuoso forman agregados, produciendo
partículas sólidas que son menos coloidales y menos emulsificadas (o solubles) que
en estado de equilibrio. Cuando esto ocurre, los contaminantes forman componentes
hidrofóbicos que se precipitan y/o flotan y se pueden remover fácilmente En este
proceso se genera una elevada carga de cationes que desestabilizan los
contaminantes del agua residual, se forman hidróxidos complejos, estos tienen
capacidad de adsorción produciendo agregados (flóculos) con los contaminantes.
La eficiencia del proceso está fundamentalmente determinada por el tamaño de las
burbujas generadas, son preferibles las burbujas pequeñas ya que proporcionan una
mayor superficie de contacto para la adsorción de las partículas a eliminar.
El objetivo general es disminuir, DQO, DBO, COT y sólidos suspendidos en el efluente
mediante un coagulante generado ‘in situ’. Este se forma por una reacción de
oxidación del ánodo y las especies cargadas o metales pesados.
Coagulación y floculación
La coagulación es un proceso fisicoquímico tendiente a formar partículas mas
grandes y de mayor densidad. La coagulación consiste en la dosificación de
compuestos químicos que provocan la formación de polímeros que atrapan o
encapsulan las partículas coloidales (partículas de muy pequeño tamaño), que por si
14
mismas nunca lograrían separarse del líquido que las contiene. Sulfato de Aluminio,
Sulfato Ferroso
La floculación es un fenómeno, también de carácter físico y químico, que provoca la
formación de conglomerados de folículos o partículas a partir de los coágulos
formados en el proceso de coagulación., causa que los coágulos formados se
adhieran a los ramales de estas moléculas gigantes.
Figura 2:.Coagulaciòn y floculación
Fuente: http://www.elaguapotable.com/coagulacion-floculacion.html
¿Qué es lo que en realidad pasa?
El paso de 3 electrones ocasiona la liberación de un átomo de aluminio con tres
cargas eléctricas positivas Al3+ que en contacto con el medio acuoso se transforma
en AL(OH)3 que tiene un elevado poder coagulante, este coagulante atrae a la
materia orgánica dispuesta en coloides formando coágulos esta atracción se debe a
que coagulante y coloides tienen diferente carga eléctrica y forman el coagulo.
En un proceso simultáneo los mismos electrones atacan a la molécula del agua y
genera un radical hidroxilo y un átomo de H+ y este se enlazará con otro para formar
H2 g y liberarse.
15
a. Reacciones
El ánodo que provee iones metálicos se le conoce como electrodo de sacrificio, ya que
la placa metálica que lo conforma se disuelve, mientras la placa que forma el cátodo
permanece sin disolverse.
Cuando un potencial es aplicado a los electrodos, de hierro y aluminio, ocurre el
siguiente proceso: el hierro o aluminio del ánodo se disuelven dando origen a iones
metálicos, los iones producidos cumplen la función de desestabilizar las cargas que
poseen las partículas contaminantes presentes en el agua. los cuales son hidrolizados
inmediatamente para formar hidróxidos y polihidróxidos, estas sustancias son
excelentes agentes coagulantes. La coagulación se logra cuando estos cationes son
atraídos por las partículas negativas presentes en la solución, coloides.
Cuando estas cargas se han neutralizado, permitiendo la formación de coagulos de los
contaminantes e iniciando así el proceso de coagulación, formación, que dependiendo
de su densidad pueden flotar o precipitar. Las reacciones más importantes que pueden
sufrir las partículas de contaminantes son: hidrólisis, electrólisis, reacciones de
ionización y formación de radicales libres
El proceso de electrocoagulación es afectado por diferentes factores.
• la naturaleza y concentración de los contaminantes.
• el pH del agua residual y la conductividad.
Para el caso en el cual el hierro actúa como ánodo, se han propuesto dos mecanismos
que explican la formación de dos posibles coagulantes. Estos pueden ser hidróxido
ferroso Fe(OH)2 o hidróxido férrico Fe(OH)3.
Figura 2. Reacciones de la electrocoagulación
Fuente: http://www.yakupro.com/electrocoagulacio
16
Mecanismo uno: Formación del hidróxido férrico
En el ánodo ocurren las siguientes reacciones:
4Fe (s) → 4Fe2+ (ac) + 8e-
4Fe2+(ac) + 10H2O(l) + O2 (g) → 4Fe(OH)3 (s) + 8H+(ac)
En el cátodo ocurre la reacción:
8H+(ac) + 8e- → 4H2 (g)
Reacción global:
4Fe (s) + 10 H2O (l) + O2 (g) → 4Fe(OH)3 (s) + 4H2 (g)
Mecanismo dos: Formación del hidróxido ferroso.
En el ánodo se dan las reacciones:
Fe (s) → Fe2+(ac) + 2e-
Fe2+(ac) + 2OH- (ac) → Fe (OH)2 (s)
En el cátodo:
2 H2O (l) + 2e- → H2 (g) + 2OH-(ac)
Reacción global:
Fe (s) + 2 H2O (l) → Fe (OH)2 (s) + H2 (g)
Los iones Al3+ en combinación con los OH- reacciona para formar algunas especies
monoméricas como Al(OH)2+ , Al2(OH)2
+ , y otras poliméricas tales como Al6(OH)153+ ,
Al7(OH)174+ , Al8(OH)20
4+ , Al13O4(OH)247+ y Al13(OH)34
5+ que por procesos de precipitación
forman el Al(OH)3(s) , como se muestra en la reacción del ánodo.
17
El Al(OH)3(s) es una sustancia amorfa de carácter gelatinoso, que expone una gran
área superficial con propiedades absorbentes y que es propicia para los procesos de
adsorción y atracción de las partículas contaminantes.
Reacciones químicas presentes en la electrocoagulación
2Al + 6H2O → 2Al3+ + 3H2 + 6OH- (1)
Fe + 2H2O → Fe2+ + H2 + 2OH- (2)
4Fe + 10H2O + O2 → 4Fe3+ + 4H2 + 12OH- (3)
Tabla 3. Ficha técnica y económica
DETALLE ELECTROCOAGULACION
Relación de energía 0.020-0.032 $/m3
Relación de energía No usa químicos
Tiempo de residencia de la
reacción
(10-60)s. En la celda de
EC
Tiempo de residencia de la
sedimentación
(15-20)min. En el estanque
de sedimentación
Desinfección Uso de ozono
IMPORTANTE
18
Los contaminantes son arrastrados por las burbujas de gas que se generan en el sistema (H2 y O2), por lo que tienden a flotar en la superficie. Los gases generados en los electrodos pueden adherirse a la superficie de los flóculos disminuyendo la densidad del conjunto, provocando el ascenso de las mismas a la superficie y posibilitando su separación por flotación. Como las burbujas son muy pequeñas, tienen una elevada superficie especifica siendo por tanto muy eficaces para suspensiones de partículas finas.
b. Ventajas
Tiende a llevar las aguas tratadas cerca de un PH neutro. Produce efluentes con menos contenido de TDS en comparación con los
tratamientos químicos convencionales. Precipita metales pesados, arsénico, etc. Sólidos coloidales (orgánicos e
inorgánicos), partículas y contaminantes inorgánicos solubles en medio acuoso.
Higieniza y desinfecta de patógenos el vertido final debido a la formación de hipoclorito in situ.
Evita la utilización de productos químicos. La planta requieren menos mantenimiento. Se produce un desprendimiento de H2 y O2 gaseoso en sus respectivos
electrodos. Estos gases el ascender a la superficie provocan:-Separación rápida de coloides del electrodo (evitan se ensucien)Arrastre de coloides desestabilizados a la superficie, formando una nata
Debido a las burbujas de gas, se producen corrientes ascendentes descendentes de la solución, ocasionando así un aumento en la eficiencia de la desestabilización. Esta agitación espontánea, evita la agitación mecánica
Técnica amiga del medio ambiente. Los tiempos de residencia de la electrocoagulación son de 10 a 20
minutos, en comparación con los sistemas biológicos que requieren entre 12 y 24 horas.
Los costos de inversión son un 50% más bajo que los sistemas biológicos.
Los consumos de energía eléctrica son menores a los sistemas de tratamiento convencionales.
c. Reacciones de la Electrofloculaciòn
Algunas reacciones que ocurren en los electrodos son similares a las que acorren en
los electrodos de la electrocoagulación.
Ánodo (Oxidación)
Fe0 → Fe2+ +2e-
2H2O→O2 + 4 H+
Cátodo (Reducción)
2H2O + 2e-→34
H +2OH-
19
Oxidación del Fe2+ con ozono:
Fe2+ + e-→ Fe3+
Sedimentación o co-sedimentacion
Fe2+ + 2OH-→Fe(OH)2
Fe3+ + 3OH-→Fe(OH)3
Con presencia de cloruros durante las reacciones de oxidación-reducción que tienen
lugar en el ánodo y el cátodo, el cloro y el hipoclorito libres pueden ser generados los
cuales son oxidantes muy fuertes y puede llevar a cabo la oxidación indirecta de la
materia orgánica y suceden las reacciones siguientes:
Ánodo
2Cl- →12
C +2e
6OHCl +3 H2O→2ClO3- + 4Cl- + 1.5O2 +6 e-
2H2O→O2 + 4 H+ + 4e
Reacción resumida:
Cl2 + H2O→HOCl +H+ cr
HOCl→H* ocr
Cátodo
2H2O+ 2e-→2OH + H2
OCT + H2O +2e→Cl-+2OH-
La oxidación de la materia orgánica se lleva a cabo por medio de oxígeno generado en
la oxidación del agua en el ánodo y el peróxido de hidrógeno creado in situ. Sin
embargo, el principal mecanismo para la eliminación de la materia orgánica disuelta se
lleva a cabo por la oxidación mediante la capa de ozono añadida y mediante la
oxidación indirecta del ánodo con la ayuda de en cloruro generado in situ e hipoclorito.
Al liberarse los iones Fe+ en el agua logra reducir el cromo(IV) a cromo(III)
CrO2-4(ac) + 3 Fe2+
(ac) +4H2O(l) →3 Fe3+(ac) +Cr3+
(ac) + 8OH-(ac)
CrO2-4(ac) + 3 Fe2+
(ac) +4H2O(l) +4OH- →3 Fe (OH)3 +Cr(OH)3
20
El Fe (OH)3 generado desestabiliza el coloide que creando las condiciones para la
coagulación / floculación de metales pesados y otros contaminantes en suspensión en
las aguas residuales. La mezcla de suspensión se lleva a cabo con los gases
generados electroquímicamente.
3.6. Aplicaciones3.6.1 Aplicaciones Generales
• La industria metalúrgica.• Industria productora de cromo: Estas aguas residuales son de alta toxicidad y el mejor tratamiento que se las puede dar es la electrocoagulación• Industria productora de curtientes .• Industria productora de fertilizantes.• Industria mecánica.• Las refinerías.• Talleres de reparación automotriz.• Industria alimentaria: estas aguas son caracterizadas por tener altos contenidos de DBO y DQO, además de altos porcentajes de grasas. Mediante la electrocoagulación mostro remociones de 99 y 88% en grasas y DQO respectivamente.• Industria Textil: Donde se han obtenido eficiencias importantes en la remoción de materia orgánica, turbiedad y color.• Potabilización de aguas: Es importante resaltar que el paso de la corriente eléctrica a través del agua a tratar tiene efecto desinfectante en cuanto que destruye, en porcentajes por encima del 99%, los microorganismos presentes en el agua, en esta misma aplicación se ha venido estudiando la electrocoagulación con buenos resultados en el tratamiento de aguas para consumo humano contaminadas con arsénico.
3.6.2 Aplicación detallada (ELECTROFLOCULACIÒN).
La electrofloculación es muy adecuada para tratar los efluentes difíciles. Este proceso
puede tratar grandes caudales se aguas residuales con bajos costos de
funcionamiento y sin la utilización de productos químicos, con excepción del necesario
para mantener un Ph cercano a 7. El filtrado obtenido puede en la mayoría de los
casos ser reincorporado al proceso de fabricación o bien reciclado. También se puede,
incorporando un equipo complementario, obtener un filtrado limpio, que puede ser
utilizado en aquellas aplicaciones que necesitan un fluido de gran pureza.
21
3.6.2.1 Descripción del procesoEn primer lugar el Ph de las aguas residuales a tratar debe llevarse a un valor entre 6
y 8. Esto tiene lugar en el depósito de neutralización .Seguidamente el fluido es
bombeado a la cuba de trabajo donde se encuentran los electrodos(Fe y Al. ). los
electrodos reciben alimentación eléctrica con una corriente de fuerte amperaje y débil
voltaje.
El Fe y el Al. se transforman en cationes, formando como en la electrocoagulación .
Esta técnica permite además eliminar los metales pesados disueltos en el agua, la
corriente se interrumpe automáticamente y el fluido es evacuado hacia un depósito
tampón o regulador.
Durante el vaciado de la cuba de trabajo los electrodos son limpiados.Este depósito
regulador o tampón, alimenta un filtro-prensa mediante una bomba de membranas.
Cuando el filtro-prensa está lleno, la presión en la bomba llega a su máximo y se
puede proceder a la evacuación de los lodos (prácticamente secos) en un contenedor
situado bajo el filtro.
El filtrado que sale del filtro-prensa se envía a otro depósito tampón donde se
controlan el pH, la temperatura y la turbidez. Si el filtrado responde a las exigencias
requeridas, podrá ser reutilizado como destino final, si no será devuelto al efluente.
Ilustración 3.Equipo para el tratamiento de aguas residuales mediante electro floculación
22
3.7 Desinfección UV
La luz ultravioleta (UV) es una alternativa de desinfección de agua residual evitando
así el uso del cloro y ozono., proveen una desinfección efectiva sin producción de
subproductos. La luz ultravioleta es una porción del espectro electromagnético que se
encuentra entre los rayos x y la luz visible
El mecanismo de desinfección se basa en un fenómeno físico por el cual las ondas
cortas de la radiación ultravioleta inciden sobre el material genético (ADN) de los
microorganismos o probablemente en las nucleo proteínas que son esenciales para la
supervivencia del microorganismo y los virus, y los destruye en corto tiempo, sin
producir cambios físicos o químicos notables en el agua tratada.
La cinética de inactivación microbiana por UV es citada a menudo con ley de Chick:
N=N0e-kIt Ec 4-1
Donde No es la concentración inicial de microbios previa a la aplicación de UV, N es el
número de microbios que restan después de la exposición a la luz UV. I es la
intensidad UV, t es el tiempo de exposición, y k es la constante del ritmo de
inactivación. La mayoría de los equipos de desinfección ultravioleta utilizan una
exposición mínima (en el agua) de 30.000 µWs/cm2. Esto es adecuado para inactivar
las bacterias y virus patógenos, pero quizá no sea suficiente para ciertos protozoos
patógenos, quistes de protozoos y huevos de nemátodos, que pueden requerir hasta
100.000 µWs/cm2 para su in activación total.
23
Tabla 4. Radiación de energía ultravioleta necesaria para destruir en un 99.99% de los microorganismos patógenos en el agua
3.7.1 Reacciones
La destrucción de la materia orgánica y el amoníaco se lleva a cabo con productos
oxidativas reactivas (radicales hidroxilo y peroxilo, superóxido) generados por fotólisis
del ozono donde se crea el peróxido de hidrógeno, reacciones adicionales de peróxido
de hidrógeno y la irradiación UV, así como peróxido de hidrógeno y ozono como por
las siguientes reacciones:O3+34
º + hv→Ψ2 +O2 , hv<310nm
O3 +H2O2→HO2 +OH + O2
H2O2+hv→2OH
BALANCE: U20 2 + Kp H30+ + H02
HO-+ O3→O2+HO20
24
HO- + O2→O+ H2O+H+
HO- + O20→OH + O2
HO- + HO-→ H2O +O
O30+ H2O→ HO- + HO-+O2
O3 + H02→ O2 +OH + O2
HO- + HO-→ H2O2 + O2+ OH
En execo 3/4 O2
XM + OH →¥L + O2
3.7.2 Subproductos de la desinfección con rayos ultravioleta No se conoce que haya efectos directos adversos sobre la salud de los consumidores
de agua desinfectada con luz ultravioleta. la luz ultravioleta no altera el sabor ni el olor
del agua tratada.,
3.7.3 Funcionamiento
La luz ultravioleta se produce mediante lámparas de vapor de mercurio .La
desinfección del agua con luz ultravioleta puede lograrse con longitudes de onda de
luz entre 240 y 280 nm y se obtiene la máxima eficiencia germicida a los 260 nm
Una consideración importante en el diseño del equipo de desinfección es asegurarse
de que cada microorganismo reciba la dosis biocida de radiación en la cámara de
contacto. Esto se logra determinando el espacio correcto entre las lámparas y las
superficies reflectoras del interior de la cámara y agitando adecuadamente el agua
cuando pasa por la cámara..
Si el flujo es perpendicular, las propias lámparas , pueden producir la turbulencia
necesaria para asegurar que toda el agua quede expuesta a la dosis biocida. Cuando
el flujo es paralelo a la longitud de las lámparas, es necesario utilizar mezcladores
estáticos (pantallas) para proporcionar la turbulencia necesaria.
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Figura 3. Componentes de la Lámpara Ultravioleta
Figura 4. Diseño del balastro
Figura 5. Instalación típica de un equipo de radiación UV con lámpara sumergida
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Figura 6. Instalación típica de un equipo de radiación UV con lámpara fuera del agua
Fuente: http://www.contraplagas.com/conductos.pdf
4. RECOMENDACIONES
3.7 Es importante que para cada operación de procesamiento textil se identifique
cuidadosamente cada una de las fuentes de residuos. Esto se puede lograr
mediante un control de inventario y un reconocimiento de los potenciales
contaminantes contenidos en los productos adquiridos o un análisis del proceso.
4.7 Usar las estrategias para la prevención de la contaminación existen varias
estrategias para la prevención de la contaminación (reducción en la fuente) que
han sido utilizadas con éxito como la modificación del proceso, el uso de
métodos alternativos, la conservación de los compuestos químicos y del agua, el
tamizado y substitución de compuestos químicos
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