Proyectos
Tratamiento de las aguas residuales industriales resultantes del teñido con colorante ácido negro 194 usando un proceso secuencial (Coagulación/Floculación)-FENTON
Resumen
En el parque industrial de Manizales se encuentra una empresa textil dedicada al tinturado de diferentes tipos de tejidos. Su proceso de teñido funciona por lotes y de igual manera se realiza el tratamiento de sus aguas residuales. El uso de colorantes (tipo y cantidades) por la empresa está sujeto a la demanda de sus clientes, por lo que sus efluentes son altamente heterogéneos. Uno de los principales problemas de contaminación de esta empresa está relacionado con las aguas residuales resultantes del uso del colorante ácido negro 194 (i.e., CAS No. 61931-02-0, C40H24N6O14S2CrNa2). De hecho, el efluente que lo contiene presenta valores típicos de Demanda Química de Oxígeno, DQO, y de color de ca. 3800 mg O2/L y 50000 U-Pt-Co, respectivamente. Para su tratamiento, la empresa cuenta con una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) que consta de las siguientes etapas: Coagulación/Floculación, sedimentación, aireación y filtro de arenas. Sin embargo, estos procesos primarios no logran los niveles de degradación y remoción de contaminantes establecidos por la Resolución 0631/2015 del Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible. En consecuencia, en esta investigación se evaluará el proceso secuencial (Coagulación/Floculación)-FENTON como alternativa de tratamiento del agua residual industrial proveniente del teñido con el colorante ácido negro 194. El estudio se enfocará en la evaluación rigorosa del efecto de diferentes variables del proceso de tratamiento sobre la mineralización y degradación del contaminante (i.e., en función de la disminución de DQO, color, etc.), incluyendo: (i) toma y caracterización del agua residual industrial (pH, DQO, color real, Sólidos Suspendidos Totales (SST), Demanda Biológica de Oxigeno (DBO5), Sólidos Sedimentables (SSD), grasas y aceites, turbidez, Carbono Orgánico Total (COT), toxicidad, distribución de pesos moleculares (DPM)); (ii) optimización del proceso Coagulación/Floculación, actualmente en operación en la empresa, para el tratamiento del agua residual industrial, en términos de decoloración y degradación de la materia orgánica, usando un diseño estadístico de experimentos (variables de operación: concentración del coagulante, pH, alcalinidad, etc.) y la Metodología de la Superficie de Respuesta (MSR), maximizando la remoción de DQO y de color, y minimizando la turbidez y la cantidad de Sólidos Suspendidos Totales (SST) en el efluente; (iii) optimización del proceso FENTON para el tratamiento del agua residual industrial, en términos de decoloración y degradación de la materia orgánica, usando un diseño estadístico de experimentos (variables de operación: concentración de FeSO4.7H2O, concentración de H2O2 y pH) y la MSR, buscando maximizar la remoción de DQO y de color ; (iv) optimización del proceso secuencial (Coagulación/Floculación)-FENTON usando un diseño estadístico de experimentos (variables de operación: concentración de FeSO4.7H2O, concentración de H2O2 y pH) y la MSR, maximizando la remoción de DQO y de color; (v) evaluación económica de los costos operacionales totales de los procesos de tratamiento analizados (C/F, FENTON y (C/F)-FENTON) para la selección del esquema más económico; (vi) determinación de los parámetros cinéticos de los procesos FENTON y C/F-FENTON para establecer tiempos de tratamiento óptimos. En este estudio experimental se usarán pruebas estándar (ASTM) para la caracterización de la evolución de las aguas residuales. Se emplearán técnicas estadísticas de diseño y de análisis de experimentos para establecer la relevancia estadística y reproducibilidad de los datos obtenidos, optimizar procesos propuestos desarrollando una menor cantidad de experimentos, determinar interacciones entre diferentes variables de operación y su efecto al desempeño de los procesos. De esta manera, se seleccionará el esquema de tratamiento más apropiado desde el punto de vista técnico, económico y ambiental.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES 2019
Modalidad:MODALIDAD ÚNICA
Responsable