“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.

25

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

26

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

27

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