Proyectos
Integración del desempeño ambiental y económico de procesos electroquímicos para el tratamiento de aguas residuales industriales provenientes del teñido con colorante ácido negro 194
Resumen
La industria textil en Colombia juega un papel fundamental en el desarrollo económico del país (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. A pesar de su papel protagónico, no es posible ocultar el impacto negativo que sobre el medio ambiente y la salud humana generan sus aguas residuales. Los colorantes más utilizados en la industria textil son del tipo azoico; es decir, incluye en su estructura el enlace (N=N) que los hace recalcitrantes, cancerígenos y tóxicos. Un caso especialmente complejo corresponde al colorante negro ácido 194 (NA194, CAS No. 61931-02-0, C40H24N6O14S2CrNa2, M=993.71 g/mol) uno de los más utilizados a nivel industrial para teñir cuero, lana, poliamida y seda, entre otros tejidos. Del monitoreo de efluentes textiles en el Eje Cafetero, realizado en investigaciones previas del GI-PRISMA, se ha podido establecer que el uso de este colorante genera efluentes con elevadas cargas de DQO y color (ca., 3800 mg O2/L y 50000 U-Pt-Co, respectivamente). Los métodos de tratamiento de efluentes empleados en la gran mayoría de las empresas corresponden con las metodologías de potabilización de agua. Sin embargo, su uso no permite eliminar efectivamente los contaminantes y no permite lograr los niveles de degradación y remoción de contaminantes establecidos por la Resolución 0631/2015 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (v.g., DQO < 400 mg O2/L). Así, en esta investigación se evaluará el desempeño ambiental y económico de procesos electroquímicos, específicamente de Electro-Coagulación (EC) y de Oxidación Anódica (OA), como alternativa para el tratamiento de aguas residuales industriales provenientes del teñido con colorante NA194 en términos de decoloración, degradación de la materia orgánica, biodegradabilidad, toxicidad y costos operacionales totales (COpT). 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 de los procesos de tratamiento propuestos sobre la mineralización y degradación del contaminante así como la evolución de la biodegradabilidad y de la toxicidad de los efluentes. Para la caracterización de las aguas residuales industriales provenientes del teñido con NA194, así como para el seguimiento de la evolución de los efluentes líquidos resultantes de cada etapa de tratamiento, se usarán pruebas estándar (APHA, ASTM). 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, y optimizar condiciones operacionales de los procesos propuestos. La investigación incluirá: (i) la determinación de los parámetros fisicoquímicos de aguas residuales provenientes del teñido con el NA194 realizado en una empresa textil del eje cafetero; (ii) la determinación de su biodegradabilidad y toxicidad; (iii) la optimización del desempeño del proceso de EC en términos de decoloración, remoción de la materia orgánica y COpT; (iv) la determinación de los parámetros cinéticos, del proceso de EC, a las condiciones óptimas de operación; (v) la optimización del desempeño del proceso secuencial EC-OA en términos de decoloración, degradación de la materia orgánica y COpT; (vi) la determinación de los parámetros cinéticos de la etapa OA, del proceso secuencial de EC-OA, a las condiciones óptimas de operación; (vii) la determinación de la biodegradabilidad y de la toxicidad de los efluentes tratados por EC y EC-OA, a las condiciones óptimas. De esta manera, se establecerán las condiciones operacionales más apropiadas desde el punto de vista técnico, económico y ambiental.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA CONJUNTA DE DESARROLLO TECNOLÓGICO E INNOVACIÓN 2019
Modalidad:Modalidad 1: Desarrollo y/o aplicación de metodologías o métodos
Responsable