EVALUACIÓN DEL PROCESO DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA EN EL TRATAMIENTO DE AGUA DE SENTINA

“EVALUACIÓN DEL PROCESO DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA EN

EL TRATAMIENTO DE AGUA DE SENTINA”

INVESTIGACIÓN IIIINFORME FINAL

Expositor: Gabriela Bustos V.Profesor Guía: Carlos Carlesi J.Fecha: 13 de Julio de 2012

Ilustración 1: Diagrama Reactor Electroquímico Piloto

• Reactor: conformado por dos cátodos de acero inoxidable y dos ánodos de oxido de titanio.

• Capacidad del Estanque: 60 [lt]

• Potencia de la Bomba: 0,5 [HP]

Principales Características del Sistema

Parámetro Valor inicial

DQO [mg/l] 1835

Turbidez [FTU] 1083

Color [CU] 4365

Pb [ppb] 178

Zn [ppb] 222

Principales Características del Sistema

Imágenes: Reactor electroquímico montado en laboratorio.

ProcedimientoSe realizaron un total de 9 pruebas• Pruebas de corriente de celda. • Pruebas de optimización con Ozono.• Prueba de optimización de costos.

Imágenes: Toma y Medición de muestras.

Imágenes: Puesta en marcha del sistema.

Procedimiento

Resultados: DQO

Gráfico 1: Disminución del DQO en el tiempo a diferentes corrientes de prueba.

Corriente [A]

DQOinicial DQOfinal

0,8 2593 1927

1,0 1262,6 1073,5

1,5 2512,1 1801,5

2,5 1871,6 1230,8

3,0 979,3 607,9.

Pruebas con ozono fueron descartadas

debido a su bajo rendimiento

Resultados: Turbidez y Color

Gráfico 3:y 4 Disminución Turbidez y Color en el tiempo a diferentes corrientes de prueba.

Corriente [A] Colorinicial [CU] Colorfinal [CU]0,8 6000 18381,0 2281 12851,5 4442 12002,5 5736 13983,0 3364 1467

Corriente [A] Turbidezinicial [FTU] Turbidezfinal [FTU]0,8 1392 3291,0 497,7 3311,5 1138 262,92,5 1659 314,23,0 726,34 416,3

Resultados: Metales Pesados

Gráfico 4 y 5: Disminución de la concentración de Plomo y Zinc en el tiempo a diferentes corrientes de prueba.

Corriente [A] Pbinicial [ppm] Pbfinal [ppm]

0,80,1552 0,1208

1,00,1883 0,1506

3,00,1919 0,0690

Corriente [A] Zninicial [ppm] Znfinal [ppm]0,8 0,3137 0,0888

1,0 1,176 0,0886

1,5 0,0971 0,0413

2,5 0,4191 0,0797

3,0 0,1009 0,0450

Resultados

Gráfico 6: Cinética de la Electroxidación a diferentes corriente de prueba.

Costos

Gráfico 7:Costos del proceso considerando todo el sistema, incluyendo la bomba de recirculación

Costo proyectado para una

reducción del 90% del la DBO inicial

del agua de sentina.

Costos

Gráfico 8:Costos del proceso considerando solo la corriente suministrada por la fuente de poder.

Tomando en cuenta que:Parámetro Unidad Expresión Valor

CaracterísticoLímite máximo

permitido

Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/L DBO 1100 300

Concentración de Plomo mg/L Pb 0,18 0,2

Concentración de Zinc mg/L Zn 0,22 5

Dimensionamiento

Información Adicional:

Volumen promedio de sentina:300 ton al mes (sentina)Capacidad de almacenamiento disponible: 350 ton (sentina)Tiempo medio de almacenamiento: 15 díasTiempo medio de duración del proceso de separación: 2 díasCosto medio de tratamiento de riles: $2500/m3

Reactor Piloto

Dimensionamiento

Características Celda

Largo ánodo [m] 0,6

Ancho ánodo [m] 0,15

n° ánodos 2

• Volumen tratado: 15 [lt]• Corriente suministrada: 3 [A]

𝐾= 𝑘𝑚 ∙ Á𝑟𝑒𝑎𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑇𝑟𝑎𝑡𝑎𝑑𝑜

Dimensionamiento

DBO inicial: 2500 [mg/l]DBO final: 300 [mg/l]Volumen: 5 m3/hr

Manteniendo la densidad de corriente

N° ánodos 24

N° cátodos 23

Espesor ánodo [m] 0,001

Espesor cátodo [m] 0,001

Separación [m] 0,01

Ancho Reactor [m] 0,527

k [m/hr] 0,00875A [m2] 1212

N° ánodos 1011Largo [m] 2Ancho [m] 0,3

$658/m3

La electroxidación es una alternativa eficiente y competitiva con respecto al proceso actual que emplea la empresa RILTEC.

El método de electroxidación pierde efectividad en conformidad la reducción de los parámetros contaminantes.

Las principales variables que se observaron y afectaron los rendimientos de las pruebas de electroxidación fueron: – Corriente suministrada a la celda.– Paleteo.– Residencia de la espuma.– Temperatura del estanque– Carga contaminante inicial del agua de sentina.

Conclusiones

Es de esperarse, que en pruebas futuras puedan lograrse resultados satisfactorios con la adición de O3, optimizando el lugar de descarga del ozono en la celda.

La implementación de un reactor electroquímico conllevaría mejoras en términos de:– Reducción de costos por concepto de materias primas.– Optimización de residuos.– Reducción del tiempo de operación:

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