El desarrollo de la industria textil contribuye directamente al crecimiento económico de los países. En Colombia, ésta representa el ca. 12% del PIB nacional. El sector cuenta con ca. 450 fábricas de textiles y 10000 de confecciones, localizadas principalmente en Antioquia, Cundinamarca, el Eje Cafetero y el Valle del Cauca (DANE, 2020). Sin embargo, no es posible ocultar el impacto negativo que sobre el medio ambiente y la salud humana generan sus aguas residuales. De hecho, se calcula que la industria textil genera entre el 17-20 % de las aguas residuales en el mundo (Wang et al., 2011). Su alto contenido de colorantes es una de las principales causas de contaminación. Una gran proporción de los colorantes que se usan para tinturar son del tipo azoicos; es decir, incluyen en su estructura el enlace (−N = N−) lo que los hace, por naturaleza, recalcitrantes y cancerígenos. Entre los colorantes azoicos, el colorante negro ácido 194 (NA194, C40H24N6Na2O14S2Cr, CAS No. 61931-02-0) es uno de los más utilizados a nivel industrial. Solo en el Eje cafetero, muestras de aguas residuales industriales que contienen este colorante presentan muy altos valores de Demanda Química de Oxígeno, DQO, y de color (ca. 3800 mg O2/L y 50000 U Pt-Co, respectivamente). Así, considerando la responsabilidad legal (Resolución 0631/2015 del Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible) y sobre todo social, el desarrollo de métodos de tratamiento, ambientalmente amigables y económicamente viables, para las aguas residuales textiles se ha convertido en una prioridad.
La mayoría de las empresas textiles nacionales utilizan procesos primarios (v.g., Coagulación Química (CQ)), sedimentación, aireación y filtro de arenas) para el tratamiento de sus aguas residuales. Sin embargo, estos no logran alcanzar los niveles de degradación y remoción de contaminantes establecidos por la legislación colombiana (Resolución 0631/2015, Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible). Esto debido tanto a limitaciones de la tecnología per se como a su manejo inapropiado y/o la falta de rigor en su puesta a punto. Aprovechando esa infraestructura disponible, en esta investigación se evaluará el proceso secuencial CQ-Electro-oxidación (EO) como alternativa de tratamiento del agua residual industrial proveniente del teñido con NA194.
El estudio se enfocará en la evaluación rigorosa, con criterios de eficiencia, bajos costos, y protección al medio ambiente, del efecto de diferentes variables operacionales sobre la mineralización y degradación del contaminante, así como la evolución de la toxicidad de los efluentes. Para la caracterización de aguas residuales industriales, efluentes sólidos y líquidos resultantes de cada etapa de tratamiento se usarán pruebas estándar (APHA AWWA & WEF, 2017). Se emplearán técnicas estadísticas de diseño y de análisis de experimentos (v.g., Análisis de varianza y Metodología de Superficie de Respuesta) para: establecer la relevancia y reproducibilidad de los datos obtenidos, determinar interacciones entre diferentes variables de operación y su efecto al desempeño de los procesos, optimizar condiciones operacionales de los procesos propuestos. Así, la investigación incluirá: (i) la toma de las muestras de aguas residuales industriales y su caracterización; (ii) la optimización del proceso CQ; (iii) la optimización de la etapa de EO del proceso secuencial; (iv) la determinación de los parámetros cinéticos a las condiciones óptimas de operación del proceso EO; (v) la evaluación de la toxicidad de efluentes obtenidos en cada etapa de tratamiento; (vi) la evaluación de alternativas para la disposición de los lodos generados; y (vii) evaluación de los costos operacionales totales del proceso secuencial. De esta manera, se definirán condiciones de operación para el esquema secuencial CQ-EO que lo hagan viable desde el punto de vista técnico, económico y ambiental. |