Tratamiento de aguas residuales industriales mediante electrocoagulación y coagulación convencional

Tratamiento de aguas residuales industriales mediante electrocoagulación y coagulación convencional

19/09/2016

Tratamiento de aguas residuales industriales mediante electrocoagulación y coagulación convencional


RESUMEN
 
Existen numerosos tipos de aguas y aguas residuales (las aguas de abastecimiento, efluentes industriales consistentes en suspensiones coloidales, aguas residuales contaminadas con macromoléculas orgánicas disueltas o las emulsiones de aceite en agua (O/W)) susceptibles de ser tratadas mediante coagulación, una operación dirigida a la consecución de la desestabilización de los contaminantes mediante su interacción con un reactivo (generalmente, sales de Fe(III) y de Al(III)). Esta operación puede complementar, en el tratamiento de un agua, a operaciones convencionales de separación sólido-líquido (flotación, decantación, etc.). En este contexto, una alternativa novedosa a la adición de disoluciones de sales de Fe(III) y de Al(III) es la generación de estos compuestos in situ, mediante la disolución de láminas metálicas de hierro o aluminio. Para ello, se utilizan las planchas de hierro o de aluminio como ánodos de una celda electroquímica, y se controla la velocidad de aparición de estos componentes modificando la intensidad de corriente que se hace circular por la celda. Este proceso se conoce como electrocoagulación y, en principio, sus defensores aseguran que permite un mejor control en la dosificación de reactivos, y un ahorro significativo en los costes de operación.
 
Con estas buenas perspectivas depositadas en el empleo de los procesos de electrocoagulación, la presente tesis doctoral fue planteada con la finalidad de incrementar el conocimiento existente en cuanto al uso de electrodos de aluminio en el tratamiento de aguas residuales industriales.
 
En un inicio, el objetivo general de este trabajo se concretó en el estudio de la aplicación de procesos de electrocoagulación en el tratamiento de efluentes acuosos contaminados con materia coloidal, soluble, o con emulsiones O/W, empleando como material electródico aluminio, y en la profundización en el conocimiento de la influencia de las condiciones de operación del proceso en los resultados alcanzados por esta tecnología.
 
Este objetivo general se ha ido desglosando en una serie de objetivos parciales:
 
  • Caracterización de los procesos de disolución química y electroquímica de planchas de aluminio cuando éstas son empleadas como electrodos en el proceso de electrocoagulación.
  • Caracterización de las especies de hidrólisis de aluminio generadas en los procesos de coagulación convencional y electroquímica.
  • Modelación matemática del proceso de electrodisolución de planchas de aluminio, en las condiciones operativas en que éstas son empleadas como electrodos en el proceso de electrocoagulación.
  • Determinación de la influencia de las características del agua residual y de las condiciones de operación sobre los procesos de electrocoagulación de aguas residuales contaminadas con caolinita (como modelo de suspensión coloidal), Negro 3 Resumen de Eriocromo T (como modelo de agua residual contaminada con materia orgánica disuelta), y con emulsiones O/W.
  • Comparación de los procesos de coagulación química y electroquímica en el tratamiento de aguas residuales contaminadas con caolinita, NET, y con emulsiones O/W.
  • Modelación matemática de los procesos de coagulación convencional y electroquímica de aguas residuales contaminadas con caolinita, NET, y con emulsiones O/W.
  • Comparación preliminar de los costes operativos de dosificación de coagulante mediante las tecnologías convencional y electroquímica.
 
Para lograr los objetivos fijados se han realizado cinco tipos de estudios experimentales:
 
  • Estudios de disolución química de planchas de aluminio, que permiten conocer la influencia del pH y del medio soporte en la velocidad de disolución química (corrosión) de planchas de aluminio, cuando éstas se encuentran sumergidas en disoluciones en medio cloruro o sulfato a diferentes pHs
  • Estudios de disolución electroquímica de planchas de aluminio, que permiten determinar la influencia que presentan las características del agua residual y las condiciones de operación sobre la concentración de aluminio electrogenerada en el proceso de coagulación asistida electroquímicamente
  • Estudios de caracterización de las especies de aluminio, que permiten determinar las diferencias que existen entre las especies de hidrólisis de aluminio formadas en disolución acuosa, cuando se añade aluminio mediante la dosificación de una disolución de una sal de aluminio, y cuando se añade mediante electrodisolución de un ánodo de aluminio, así como conocer la influencia que presentan las características del agua residual, y la cantidad de aluminio generada sobre el tipo de especies de aluminio generadas
  • Estudios de electrocoagulación de aguas residuales en planta escala bancada, que permiten conocer la influencia que sobre ellos presentan las características del agua residual y las condiciones de operación, así como el modo de operación empleado (continuo o discontinuo)
  • Estudios de coagulación convencional de aguas residuales en planta escala bancada, que permiten determinar la influencia que sobre ellos presentan las características del agua residual, las condiciones de operación, el modo de operación y el modo de adición de aluminio (instantáneo o progresivo)
 
 
TESIS DOCTORAL
 
Título: Tratamiento de aguas residuales industriales mediante electrocoagulación y coagulación convencional
Fecha publicación: 2008
Formato: PDF 
Peso: 5 MB 
 

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