TRATAMIENTO ELECTROQUÍMICO DE AGUAS RESIDUALESEN LA INDUSTRIA TEXTIL

Wuesley Mendoza, Manuel Guerrero, Erika Bustos, Moises Arias

Green Tech, S.A. de C.V.,Viveros de Oaxaca 4, Viv. de la Loma. Edo. México, 54080. Tel/fax. 398 20 24

RESUMEN

Se determinó la factibilidad técnico-económica del tratamiento electroquímico para efluentes generadosen los procesos de preparación y estampado de telas. Este consiste en aplicar una densidad de corrienteen el intervalo 44.44-111.11 A/m2 a 20.0 L del efluente bajo estudio, en un lapso de 60 min,empleando electrodos estáticos de placas paralelas bipolares. Bajo esta alternativa de tratamiento esposible reducir la concentración de DQO en un 78 %, DBO 68 %, SST 88.56 %, grasas y aceites82.77 %, cromo 83.33 % y color. El costo energético es de 0.144 $/m3 de agua tratada. Con base enlos resultados obtenidos, el tratamiento electroquímico se presenta como una “tecnología limpia” viable,en términos de la eficiencia de reducción de contaminantes, costos operativos, requerimientos mínimosde reactivos químicos, baja producción de lodos, bajos tiempos de residencia, versatilidad al trabajarsebajo una amplia gama de concentración de contaminantes.

INTRODUCCIÓN

Los efluentes generados por la industria textil representan una fuente potencial contaminante de aguassuperficiales y sólo un porcentaje mínimo es tratado, originando problemas ecológicos significativos[22]. En los diferentes procesos de fabricación del sector industrial textil, se generan volúmenesimportantes de agua residual con elevada concentración de contaminantes. Entre estos, los colorantes,materia orgánica, temperatura y pH son los más significativos [26]. De los procesos de acabado defibras de algodón, lana y fibras sintéticas, este último produce aguas residuales con mayor grado decontaminación. En términos generales, el agua presenta elevadas cargas de DQO, DBO, SST, coloresdiversos, pH variable y temperatura alta cuando se realizan

los procesos de preparación, teñido y acabado. De las diversas alternativas de tratamiento[5,7,10,19,20] destacan : neutralización ; coagulación/precipitación (compuestos de Fe/Al y amoniocuaternario) ; cloración ; oxidación química (ozono, peróxido, UV ); bio-oxidación (lodos activados,lagunas de estabilización) ; tratamiento anaerobio ; adsorción en carbón activado y lignita ; ultrafiltración,nanofiltración ; entre otras. No obstante que el proceso biológico es relativamente económico, su uso seencuentra restringido a causa de la presencia de compuestos de naturaleza química resistentes a labiodegradación. Este problema comúnmente se resuelve empleando un pretratamiento al procesobiológico.

Aun cuando se han usado varios métodos de tratamiento, éstos no han resultado factibles debido a quese combinan los drenajes de distintos procesos y por la variación con el tiempo en composición de susefluentes [26], aunado al desconocimiento en aspectos técnicos sobre el mecanismo de degradación delos residuos de la industria textil. Además, presentan desventajas en cuanto a sus costos de operación ymantenimiento. En consecuencia, las aguas tratadas no cumplen los requerimientos de calidad que marcala normatividad actual y no pueden ser reutilizadas dentro del proceso de producción por presencia decolor y materia orgánica [10,26].

La aplicación del tratamiento electroquímico en el control de contaminación de efluentes industriales[3,8,9,15,18,23] presenta ventajas respecto a los tratamientos convencionales (fisicoquímicos ybiológicos), por citar : áreas menores de instalación, menor cantidad de lodos generados, versatilidad almanejar una amplia gama de concentraciones, selectividad en el contaminante, bajos costos porconcepto de reactivos químicos, menores requerimientos de equipamiento, facilidad de operación ymantenimiento reducido. Bajo este contexto, se desarrolla un reactor electroquímico para determinar sufactibilidad técnico-económica en el control de la contaminación de las aguas residuales provenientes delos procesos de preparación y estampado de telas.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL

Se procedió a la toma de muestras representativas (respecto volumen y tiempo) de los efluentesgenerados en los procesos de preparación y estampado de una industria textil ubicada en el Estado dePuebla, conforme al procedimiento marcado en la normatividad correspondiente. Se llevó a cabo sucaracterización fisicoquímica conforme a estándares [2] de análisis de aguas residuales y se presenta enla Tabla 1. Los experimentos se llevaron a cabo en un reactor electroquímico con una capacidadoperativa de 20.0 L, provisto de electrodos estáticos de placas paralelas, conectados en forma bipolar.Los electrodos se colocaron en el fondo del reactor en forma horizontal. Se utilizaron superficieselectródicas de fierro.

El reactor trabajó en lote con tiempos de residencia de 60 min, aplicando densidades de corriente 44.44a 111.11 A/m2, agitación manual y a temperatura ambiente. Una vez terminado el tratamiento, setomaron muestras del efluente tratado, se retiraron los electrodos y se procedió a la floculación del aguatratada mediante ajuste del pH y condiciones de mezclado particulares. Posteriormente, el sobrenadantese caracterizó conforme a estándares [2].

Tabla 1. Análisis fisicoquímico del efluente bajo estudio.

Parámetro Unidades PromedioTemperatura º C 38.10

pH Unidades 10.46Conductividad milisiemens/cm 3.3

Sólidos Susp. Tot. Mg/l 1313.20Grasas y Aceites mg/l 14.27Fosfatos totales mg/l 42.20

DBO mg/l 1086.68DQO mg/l 3747.20Color unidades Pt-Co > 100Cobre mg/l 0.30Plomo mg/l 0.04Cromo mg/l 0.26

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En cuanto al efecto densidad de corriente en el intervalo analizado, se encontró que a 66.66 A/m2, seobtienen las mayores eficiencias de reducción de contaminantes. Los resultados bajo esta condición semuestran en la Tabla 2, presentándose remociones en la mayoría de los parámetros analizados en másde un 65%. Los valores observados respecto a los reportados [5,6,7,10,19] por otros procedimientosresultan alentadores. En el caso de la reducción de la DQO, ésta progresa conforme avanza el tiempode tratamiento, Tabla 3.

Tabla 2. Análisis fisicoquímico del agua tratada vía electroquímica

Parámetro Unidades Promedio % RemociónpH Unidades 10.66

Sólidos Susp. Tot. mg/l 150.23 88.56Grasas y Aceites mg/l 2.45 82.77Fosfatos totales mg/l 1.12 97.33

DBO mg/l 347.73 68.00DQO mg/l 824.38 78.00Color unidades Pt-Co 12Cobre mg/l 0.30 0.00Plomo mg/l 0.04 0.00Cromo mg/l 0.04 83.33

Tabla 3. Reducción de la DQO respecto al tiempo.

Tiempo (min.) DQO (mg/L)0 3747.2015 1574.4530 1089.3045 937.8760 824.38

La literatura [11,12,17] cita reducciones de DQO dentro de estos porcentajes en una amplia gama deefluentes industriales. El consumo de energía del tratamiento es de 0.45 Kwh/m3. Suponiendo una baseeconómica de Kwh producido en planta de 0.32 $/Kwh, el tratamiento presenta un costo energético de0.144 $/m3 de agua tratada. El volumen de lodos generados respecto del volumen de agua tratada es enpromedio del 8%. Los lodos producidos son más compactos respecto los obtenidos por métodosquímicos [17]. Los mecanismos de transformación de los compuestos contaminantes se detallan en laliteratura [8,9,12,13,14,16,25].

CONCLUSIONES

El sistema de tratamiento actual de la industria textil en estudio tiene una capacidad de 571 m3/d yconsiste en un tratamiento primario vía coagulación/floculación (sulfato de aluminio y poliacrilamidaaniónica) y un secundario a través de una laguna aereada, con eficiencia promedio del 56%. De acuerdoa los resultados obtenidos, el tratamiento electroquímico se presenta como una alternativa viable en : a)la sustitución de la demanda de reactivos químicos (sulfato de aluminio, 12 toneladas mensualesequivalentes a 20,000 $/mes ; poliacrilamida, 140 kg. mensuales o 4,000 $/mes) y b) la reducción en lacomplejidad del efluente y en consecuencia mejor biodegradabilidad con la correspondiente reducciónde costos operativos. Con base en estas perspectivas, actualmente, la investigación se encuentra endesarrollo a nivel planta piloto.

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