Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane...
Transcript of Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane...
![Page 1: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/1.jpg)
Henry Reyes Pineda Ph.D MsC
Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor electroquímico
de compartimentos separados
Universidad del Quindío
Facultad de Ciencias Básicas y Tecnologías
Facultad de Ciencias Agroindustriales
![Page 2: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/2.jpg)
PROYECTO:
Desarrollo de membranas cerámicas para el tratamiento y recuperación de
baños de cromado con elevado contenido en Cr(VI). Ministerio de Ciencia y
Tecnología. Proyecto PROFIT.
CONGRESOS:
Regeneration of etching solutions using electrochemical reactors provide
with porous diaphragms. 16th International Congress of Chemical ando
Process Engineering. Praga 2006. Pérez-Herranz, V.,Reyes, H., Guiñón,
J.L., García-Antón, J.
EUROMEMBRANE 2008. Giardini. Naxos.
Italia 25th Meeting of The Mexican Electrochemical Society and 3rd
Meeting of the Mexican Section of the Electrochemical Society. Zacatecas
2010
![Page 3: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/3.jpg)
PUBLICACIONES:
Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent
chromium plating baths. Sánchez, E., Mestre, S., Pérez-Herranz, V.,
Reyes, H., Añó, E.: Desalination 200 (2006) pp 668-670.
Regeneration of Hexavalent Chromium from a Simulated Rinse Etching
Solution Using an Electrochemical Reactor With Two Compartments
Separated by a Ceramic Membrane . H. Reyes, Pérez-Herranz, V., García-
Gabaldón M. Int. J. Electrochem. Sci., 6 (2011) 1493 – 1507.
Hexavalent Chromium Recovery by Electrochemical Reactor of Ceramic
Spacers Compartments Separated by Potentiostat Operating Mode. H.
Reyes Pineda. Pérez- Herranz. V. ECS Transactions Issue 4 Vol. 29 (2010)
919 - 934
![Page 4: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/4.jpg)
CONCLUSIONES
Estudio reactor electroquímico
a escala de laboratorio
INTRODUCCIÓN
Caracterización de los
separadores cerámicos
Diferente
presión
Modo
Galvanostático
Modo
Potenciostático
Modelamiento reactor a escala
piloto
DTR
Dos
compartimentos
Diferente
composición
Aplicaciones
![Page 5: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/5.jpg)
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
METODOLOGÍA
RESULTADOS
CONCLUSIONES
![Page 6: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/6.jpg)
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
METODOLOGÍA
RESULTADOS
CONCLUSIONES
![Page 7: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/7.jpg)
• Gran variedad de sustratos metálicos y no metálicos.
• Dureza, resistencia al desgaste y a la corrosión, uniformidad del
depósito.
• Materiales no conductores (vidrio, cerámica o plástico).
• Interés industrial en metalizado plásticos: bajo costo, no
necesitan operaciones secundarias, libertad en diseño de piezas y
reducción de peso de las mismas.
• Capa conductora sobre el sustrato de plástico para preparar la
pieza para el metalizado electrolítico.
• El ABS (acrilonotrilo-butadieno-estireno) es el plástico más
empleado en la industria del metalizado.
Introducción: Metalizado de Plásticos
![Page 8: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/8.jpg)
Introducción: Metalizado de Plásticos
ABS (Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno)
Moléculas de
Butadieno Matriz del Copolímero
Estireno-Acrilonitrilo
![Page 9: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/9.jpg)
Introducción: Metalizado de Plásticos
MORDENTADO NEUTRALIZADO ENJUAGUES
ACELERACIÓN ENJUAGUES ACTIVADO
METALIZADO
![Page 10: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/10.jpg)
Introducción: Metalizado de Plásticos
MORDENTADO
Oxidación del Butadieno
en la Superficie por el Ácido Crómico -Ácido Crómico (400 g/l)
-Ácido Sulfúrico
Cr6+ + Butadieno Cr3+ + Subproductos
![Page 11: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/11.jpg)
Introducción: Metalizado de Plásticos
ACTIVADO
Pdo
Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo
Pdo Pdo
Pdo
Pdo
Pdo Pdo Pdo Pdo
Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo
Pdo
Pdo
Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+
Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+
Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+
Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+ Sn2+Sn2+
Sn2+Sn2+
Sn2+
Sn2+
Sn2+
Sn2+
Sn2+
Sn2+
Sn2+
Sn2+
Sn2+
Sn2+
Sn2+
Sn2+
12 g/l SnCl2
0.25 mg/l PdCl2
1 M HCl Coloide de Sn(II) y Pd(0)
Adsorción Superficial
![Page 12: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/12.jpg)
Introducción: Metalizado de Plásticos
METALIZADO
Ni2+ + 2e- Nio Pdo
Pdo
Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo
Pdo Pdo
Pdo Pdo Pdo Pdo
Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo Pdo
Pdo
Pdo
Pdo
Pdo
![Page 13: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/13.jpg)
Cr2O7-2 +14H+ → 2Cr+3 + 7H2O
Aumento de [Cr+3] = 40 g/l → baño se agota
BAÑOS RESULTANTES DE ETAPA DE MORDENTADO:
- Soluciones fuertemente contaminadas con Cr(III), Cr(VI), H2SO4
- Generan problemas de almacenamiento, transporte y descarga.
Introducción: Metalizado de Plásticos
Fase de mordentado
![Page 14: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/14.jpg)
Introducción: Metalizado de Plásticos
TRATAMIENTO DE EFLUENTES
MEMBRANAS DE INTERCAMBIO IÓNICO
- Baja estabilidad química y térmica.
-Polarización por concentración.
SEPARADORES CERÁMICOS
- Más estables y baratos.
- Alta resistencia mecánica, química y térmica.
Permeabilidad y selectividad no importan.
![Page 15: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/15.jpg)
Introducción: Metalizado de Plásticos
SEPARADORES CERÁMICOS
- Más estables y baratos
- Alta resistencia mecánica, química y térmica
-Permeabilidad y selectividad no importan
MEMBRANAS DE INTERCAMBIO IÓNICO
- Baja estabilidad química y térmica
- Polarización por concentración
TRATAMIENTO DE EFLUENTES
![Page 16: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/16.jpg)
Introducción: Métodos de Tratamiento
Reactor de compartimentos separados
Ánodo (+) Cátodo (-)
Separador cerámico
Cr+3
Cr2O7-2
H2
H+
Compartimento
catódico
Compartimento
anódico
Cr2O7-2
Cr+3
SO4-2 SO4
-2
![Page 17: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/17.jpg)
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
METODOLOGÍA
RESULTADOS
CONCLUSIONES
![Page 18: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/18.jpg)
Objetivos
Caracterización de los
separadores cerámicos Desarrollo del reactor
electroquímico
Estudio del reactor electroquímico
a escala de laboratorio
Estudio del reactor electroquímico
a escala piloto
Selección del separador
cerámico
DTR. Aplicación real
![Page 19: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/19.jpg)
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
METODOLOGÍA
RESULTADOS
CONCLUSIONES
![Page 20: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/20.jpg)
Metodología
Estudio del reactor electroquímico a escala de
laboratorio
![Page 21: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/21.jpg)
Metodología
Estudio del reactor electroquímico a escala piloto
con dos compartimentos
![Page 22: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/22.jpg)
Metodología
Estudio del reactor electroquímico a escala de laboratorio
CONDICIONES DE OPERACIÓN
Efecto de la presión de fabricación
Efecto del contenido en almidón
Potencial de celda constante: 10 y 15 V
Intensidad de celda constante: 1.5 y 2.5 A
![Page 23: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/23.jpg)
Metodología
Estudio del reactor electroquímico a escala piloto
con tres compartimentos
![Page 24: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/24.jpg)
Metodología
Estudio del reactor electroquímico a escala piloto
CONDICIONES DE OPERACIÓN
DTR:
PROMOTORES:
- Bolas de vidrio 3 y 5 mm diámetro medio.
-Partículas porosas de grafito 5 mm de diámetro medio
CAUDAL:
6, 10, 20, 30, 40, 50 y 60 l/h
APLICACIÓN RECUPERACIÓN BAÑOS DE MORDENTADO: Potencial de celda constante: 5 y 7.5 V Intensidad constante: 4 y 8 A
![Page 25: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/25.jpg)
Metodología
Reactor electroquímico a escala piloto
![Page 26: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/26.jpg)
Metodología
Determinación de Cr (III) y Cr (VI)
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0 20 40 60 80 100 120
[Cr] (ppm)
Ab
so
rba
nc
ia
![Page 27: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/27.jpg)
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
METODOLOGÍA
RESULTADOS
- Caracterización de los separadores
- Reactor electroquímico a escala de laboratorio
- Reactor electroquímico a escala piloto
- DTR
- Recuperación de los baños de mordentado
CONCLUSIONES
![Page 28: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/28.jpg)
SEPARADORES UTILIZADOS
SEPARAD. COMPOSIC. PRESIÓN
(kg·cm-2)
dp
(µm)
ρ
(g·cm-3)
e
(cm)
S-0-250 50.5% caolín
49.5% alúmina 250 0.37 0.500 1.60 0.67
S-0-500 50.5% caolín
49.5% alúmina 500 0.28 0.483 1.79 0.66
S-0-700 50.5% caolín
49.5% alúmina 700 0.27 0.456 1.86 0.64
S-0-900 50.5% caolín
49.5% alúmina 900 0.26 0.428 1.9 0.62
S-5-250
47.9%caolín, 47.1% alúmina
5% almidón 250 0.43 0.546 1.59 0.71
S-10-250
45.4% caolín,
44.6 % alúmina
10% almidón 250 0.46 0.584 1.51 0.71
S-15-250
42.9% caolín
42.1% alúmina
15% almidón 250 0.52 0.624 1.33 0.78
S-20-250
40.4 % caolín
39.6% alúmina
20% almidón 250 0.68 0.632 1.23 0.79
![Page 29: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/29.jpg)
Caracterización de separadores
Distribución de tamaño de poro. Efecto de la presión
0
50
100
0.01 0.1 1 10dp (µm)
Vo
lum
en
de
In
tru
sió
n (
cm
3 g
-1)·
10
3
S-0-250
S-0-500
S-0-700
S-0-900
![Page 30: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/30.jpg)
Caracterización de separadores
0
50
100
0.01 0.1 1 10dp (µm)
Vo
lum
en
de
In
tru
sió
n (
cm
3 g
-1)·
10
3
S-5-250
S-20-250
Distribución de tamaño de poro. Efecto en almidón
![Page 31: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/31.jpg)
Caracterización de separadores
ef
cf
nef
c bf
Factor de la conductividad fc y conductividad
efectiva ef
![Page 32: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/32.jpg)
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
METODOLOGÍA
RESULTADOS
-Caracterización de los separadores
- Reactor electroquímico a escala de laboratorio
- Reactor electroquímico a escala piloto
- DTR
- Recuperación de los baños de mordentado
CONCLUSIONES
![Page 33: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/33.jpg)
Reactor electroquímico a escala de laboratorio
Grado de Conversión:
Rendimiento Eléctrico:
Productividad Específica:
Energía Específica:
Tiempos Teóricos, t100:
Co
tCCotX
)()(
100
dt)t(I
V)t(CConF)t(
t
0
t
)t(CCoM)t(
)t(X·Co·V·M
dt)t(I)·t(UcE
t
0S
CVFndttIt
100
0)(
![Page 34: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/34.jpg)
Efecto de la presión a potencial de celda constante
Reactor electroquímico a escala de laboratorio
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0 50 100 150 200 250
Tiempo(min)
Inte
ns (
A)
S-O-250
S-O-500
S-O-700
S-O-900
IREU caeqC
![Page 35: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/35.jpg)
Evolución del grado de conversión con el tiempo. Efecto de la
presión. Potencial de celda constante
Reactor electroquímico a escala de laboratorio
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 50 100 150 200 250
Tiempo(min)
X
S-0-250 S-0-500 S-0-700 S-0-900
)··exp(1)( taktX e
![Page 36: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/36.jpg)
Operación a potencial de celda constante
Reactor electroquímico a escala de laboratorio
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0 50 100 150 200 250
Tiempo (min)
ln(1
-X)
15 V
10 V
R2 = 0.999
R2 = 0.979
k·ae = 0.0128
k·ae= 0.0058
![Page 37: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/37.jpg)
Reactor electroquímico a escala de laboratorio
Evolución del rendimiento eléctrico con el tiempo. Efecto de
la presión. Potencial de celda constante
0
5
10
15
20
25
0 50 100 150 200 250
Tiempo(min)
(
%)
S-0-250
S-0-500
S-0-700
S-0-900
![Page 38: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/38.jpg)
Evolución de la productividad específica con el tiempo.
Efecto de la presión. Potencial de celda constante
Reactor electroquímico a escala de laboratorio
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0 50 100 150 200 250
Tiempo(min)
(
g.L
-1.h
-1)
S-O-250
S-O-500
S-0-700
S-0-900
![Page 39: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/39.jpg)
Evolución de la energía específica con el tiempo. Efecto de
la presión. Potencial de celda constante
Reactor electroquímico a escala de laboratorio
0
100
200
300
400
500
600
700
0 50 100 150 200 250
Tiempo(min)
Es (
kW
h.k
g-1
)
S-0-250
S-0-500
S-0-700
S-0-900
![Page 40: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/40.jpg)
Reactor electroquímico a escala de laboratorio
SEPARADOR t100(min) X (%) (g·l-1h-1) Es(kW·h·kg-1) k·ae(min-1)
S-0-250 10 V 60.88 0.219 21.21 1.35 70.17 0.0058
S-0-250 1.5 A 47.68 0.390 36.59 1.74 45.19 0.0052
S-5-250 10 V 90.27 0.202 19.21 1.219 75.93 0.0050
S-5-250 1.5 A 123.52 0.315 22.50 1.525 48.61 0.0046
![Page 41: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/41.jpg)
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
METODOLOGÍA
RESULTADOS
- Caracterización de los separadores
- Reactor electroquímico a escala de laboratorio
- Reactor electroquímico a escala piloto
- DTR
- Recuperación de los baños de mordentado
CONCLUSIONES
![Page 42: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/42.jpg)
Reactor electroquímico a escala piloto
DTR: Promotores de turbulencia.
Comportamiento del reactor con baños agotados de
mordentado reales: Dos y tres compartimentos
Principales “figuras de mérito” del reactor a potencial
de celda constante e intensidad constante.
![Page 43: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/43.jpg)
Reactor electroquímico a escala piloto
DTR: Promotores de turbulencia.
Comportamiento del reactor con baños agotados de
mordentado reales: Dos y tres compartimentos
Principales “figuras de mérito” del reactor a
potencial de celda constante e intensidad constante.
![Page 44: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/44.jpg)
Promotores de vidrio 5 mm diámetro medio. Q = 20 l/h
Entrada y salida normalizado
Reactor electroquímico a escala piloto
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
t (min)
n
orm
entrada
salida
![Page 45: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/45.jpg)
Reactor electroquímico a escala piloto
x
C
x
C
Pe
C
2
21
0
0
0·
dt
dtt
t
o
m
2
0
0
0
2
2
m
o
t
dt
dtt
2
2 82
uL
D
uL
D
DISPERSIÓN BAJA: D/uL < 0.01
DISPERSIÓN ALTA: D/uL > 0.01 REACTOR ABIERTO
2
22
mt
uLDuLDE
/4
1exp
/2
12
uLDuLDE
/4
1exp
/2
12
uL
D22
![Page 46: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/46.jpg)
Promotores de vidrio 5 mm diámetro medio. Q = 20 l/h Salida
exp. y calculado
Reactor electroquímico a escala piloto
0
1
2
3
4
5
6
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
t (min)
sn
orm
uLDuLDE
/4
1exp
/2
12
![Page 47: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/47.jpg)
Modelo Matemático
Reactor electroquímico a escala piloto
x
C
x
C
Pet
Ctm
2
21tm = L / u y Pe = Lu/ D
1
12
1
2
1
12 2
112
2
11
j
i
j
i
mj
i CxxPe
CxPet
tC
xxPe
j
i
m Ct
t
j
n
mj
n
mj
n Ct
tC
xPet
tC
xPe
1
2
1
12
22
1
1
1
2
1
12
2222
j
in
jmj
i
jm CPex
Ct
tC
xPeCPe
xxPet
t
![Page 48: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/48.jpg)
Promotores de vidrio 5 mm diámetro medio.
Salida exp. y modelizado. Q = 20 l/h
Reactor electroquímico a escala piloto
0
1
2
3
4
5
6
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
t (min)
sn
orm
x
C
x
C
Pet
Ctmed
2
21
![Page 49: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/49.jpg)
Efecto de los promotores de turbulencia sobre la DTR
Reactor electroquímico a escala piloto
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Tiempo (min)
(
mS
/cm
)
30 l/h 5 mm exp.
30 l/h 5 mm calc.
30 l/h 3 mm exp.
30 l/h 3 mm calc.
30 l/h grafito exp.
30 l/h grafito calc.
![Page 50: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/50.jpg)
Variación del coeficiente de dispersión frente al
número de Re
Reactor electroquímico a escala piloto
0.01
0.1
1
1 10 100 1000
Re
L u
D
![Page 51: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/51.jpg)
Variación de D frente al número de Re
Reactor electroquímico a escala piloto
1.E-07
1.E-06
1.E-05
1.E-04
1.0 10.0 100.0 1000.0
Re
D (
m2/s
)
945.08 Re10·65.7 D
R2 = 0.965
![Page 52: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/52.jpg)
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
METODOLOGÍA
RESULTADOS
- Caracterización de los separadores
- Reactor electroquímico a escala de laboratorio
- Reactor electroquímico a escala piloto
- DTR
- Recuperación de los baños de mordentado
CONCLUSIONES
![Page 53: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/53.jpg)
Reactor electroquímico a escala piloto
Operación a voltaje de celda constante.
Reactor con dos compartimentos
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tiempo (min)
I (A
)
5 V
7.5 V
![Page 54: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/54.jpg)
Reactor electroquímico a escala piloto
Evolución del grado de conversión con el tiempo.
Reactor con dos compartimentos
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tiempo (min)
X
5 V
7.5 V
R
S
Xt
tX
exp1
![Page 55: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/55.jpg)
Reactor electroquímico a escala piloto
Operación a voltaje de celda constante.
Reactor con dos compartimentos
XR/τS = 0.0152
XR/τS = 0.013
-1.6
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0 500 1000 1500 2000 2500
Tiempo (min)
ln (
1-X
)
5 V
7.5 V
R2 = 0.981
R2 = 0.989
![Page 56: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/56.jpg)
Reactor electroquímico a escala piloto
Evolución del rendimiento eléctrico con el tiempo
Reactor con dos compartimentos
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tiempo (min)
(
%)
5 V
7.5 V
![Page 57: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/57.jpg)
Reactor electroquímico a escala piloto
Evolución de la productividad específica con el tiempo
Reactor con dos compartimentos
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tiempo (min)
(
g∙l
-1∙h
-1)
5 V
7.5 V
![Page 58: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/58.jpg)
Reactor electroquímico a escala piloto
Evolución de la energía específica con el tiempo.
Reactor con dos compartimentos
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tiempo (min)
Es (
kW
∙h∙k
g-1
)
5 V
7.5 V
![Page 59: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/59.jpg)
“Figuras de mérito”
Reactor electroquímico a escala piloto
SEPARADOR t100(min) X (%) (g·l-1h-1) Es(kW·h·kg-1) XR/S
(min-1)
Dos comp. 5 V 134.07 0.257 36.94 0.787 18.85 0.013
Dos comp. 7.5 V 117.64 0.368 32.86 1.141 24.41 0.0152
Tres comp. 4 A 111.9 0.384 42.40 0.985 16.39 0.012
Tres comp. 8 A 107.17 0.572 38.79 1.345 23.68 0.028
![Page 60: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/60.jpg)
Aplicaciones reactor electroquímico
Electrocoagulación
Industria curtiembre
Industria azucarera
Obtención de lignina
Obtención de antioxidantes
Industria de alcohol
![Page 61: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/61.jpg)
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
METODOLOGÍA
RESULTADOS
CONCLUSIONES
![Page 62: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/62.jpg)
Conclusiones
Caracterización de los separadores:
La porosidad y el diámetro medio de poro disminuyen al
aumentar la presión de fabricación y al disminuir el porcentaje
de almidón de los separadores.
El fc disminuye conforme aumenta la presión de fabricación de
los separadores para un contenido en almidón del 0%.
Diseñar membranas cerámicas en la región
![Page 63: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/63.jpg)
Conclusiones
Reactor electroquímico a escala de laboratorio:
El tiempo teórico necesario para conseguir un grado de
conversión del 100% con un rendimiento eléctrico del 100%
disminuye al aumentar el voltaje de trabajo o la intensidad.
El producto k·ae aumenta con el voltaje aplicado y con la
intensidad debido a la mejora del coeficiente de transferencia de
materia como consecuencia de los gases formados sobre la
superficie de los electrodos.
Teniendo en cuenta los resultados obtenidos se puede concluir
que el separador más adecuado es el fabricado a una presión de
250 kg/cm2 y sin almidón.
![Page 64: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/64.jpg)
Conclusiones
Reactor electroquímico a escala piloto:
Se ha propuesto un modelo matemático basado en el flujo de
pistón con dispersión que describe el comportamiento del reactor.
El coeficiente de dispersión, D, aumenta con el número de
Reynolds definido con respecto al diámetro de los promotores de
turbulencia.
El tiempo medio de residencia disminuye conforme aumenta el
caudal.
Versatilidad del reactor electroquímico para la remoción de
metales pesados.
![Page 65: Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor ...€¦ · PUBLICACIONES: Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Sánchez,](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022070610/5aef4fd97f8b9aa9168c6e06/html5/thumbnails/65.jpg)
Henry Reyes Pineda Ph.D MsC
Tratamientos de aguas residuales mediante un reactor electroquímico
de compartimentos separados
Universidad del Quindío
Facultad de Ciencias Básicas y Tecnologías
Facultad de Ciencias Agroindustriales