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Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016) 4° Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación Acapulco, Guerrero 21, 21 y 23 de septiembre 2016 Memorias Tratamiento de agua residual industrial textil mediante el proceso de filtración lenta. Marbella Meza Catalán (Becario) Unidad Académica de Ciencias Ambientales de la UAGro Programa Delfín [email protected] Área II: biología y química Dr. Marco Antonio García Morales (Asesor Investigador) Profesor-Investigador del Instituto Tecnológico de Toluca [email protected] Resumen Entre las operaciones unitarias para los procesos de tratamiento de aguas residuales, el proceso de Filtración es considerado uno de los más prometedores, debido a que es un proceso físico y biológico, que puede ser aplicado con o sin pretratamiento de coagulación y sedimentación, para remover los colorantes y los Sólidos Suspendidos (SS) que permanecen después de la coagulación química presentes en las aguas de desecho industrial textil (Calviño, 2009), logrando su purificación mediante el paso a través de un medio poroso o granular. Esta propiedad es aprovechada para conseguir la clarificación de líquidos, degradando el flóculo biológico del efluente; así como también, la reducción de aluminio (Al), Hierro (Fe), manganeso (Mn), turbidez, la Demanda Química de Oxigeno (DQO), y el color (De Moraes, Freire, & Duran, 2000). En la presente investigación, se ha estudiado el proceso de Filtración, así como el pretratamiento de Preozonación y Electrocoagulación, teniendo como principal contaminante el colorante Índigo Carmín. Los resultados sugieren que la eficiencia de la filtración se verá afectada si no se encuentra una relación con las características de la suspensión, del medio filtrante, de la hidráulica de la filtración y la calidad del efluente. Palabras Clave: Proceso de Filtración, Sólidos Suspendidos (SS), Demanda Química de Oxígeno (DQO), Preozonación, Electrocoagulación.

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Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación

Acapulco, Guerrero 21, 21 y 23 de septiembre 2016

Memorias

Tratamiento de agua residual industrial textil mediante el proceso de

filtración lenta.

Marbella Meza Catalán (Becario)

Unidad Académica de Ciencias Ambientales de la UAGro

Programa Delfín

[email protected]

Área II: biología y química

Dr. Marco Antonio García Morales (Asesor – Investigador)

Profesor-Investigador del Instituto Tecnológico de Toluca

[email protected]

Resumen

Entre las operaciones unitarias para los procesos de tratamiento de aguas residuales, el proceso de

Filtración es considerado uno de los más prometedores, debido a que es un proceso físico y

biológico, que puede ser aplicado con o sin pretratamiento de coagulación y sedimentación, para

remover los colorantes y los Sólidos Suspendidos (SS) que permanecen después de la

coagulación química presentes en las aguas de desecho industrial textil (Calviño, 2009), logrando

su purificación mediante el paso a través de un medio poroso o granular. Esta propiedad es

aprovechada para conseguir la clarificación de líquidos, degradando el flóculo biológico del

efluente; así como también, la reducción de aluminio (Al), Hierro (Fe), manganeso (Mn),

turbidez, la Demanda Química de Oxigeno (DQO), y el color (De Moraes, Freire, & Duran,

2000).

En la presente investigación, se ha estudiado el proceso de Filtración, así como el pretratamiento

de Preozonación y Electrocoagulación, teniendo como principal contaminante el colorante Índigo

Carmín. Los resultados sugieren que la eficiencia de la filtración se verá afectada si no se

encuentra una relación con las características de la suspensión, del medio filtrante, de la

hidráulica de la filtración y la calidad del efluente.

Palabras Clave: Proceso de Filtración, Sólidos Suspendidos (SS), Demanda Química de

Oxígeno (DQO), Preozonación, Electrocoagulación.

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4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación

Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

Introducción

En las aguas residuales procedentes de las industrias, se pueden encontrar diferentes

compuestos orgánicos e inorgánicos, los cuales son desechados a los cuerpos de agua, causando

un desequilibrio ecológico en el medioambiente por el cambio de condiciones, ya que no se

cumplen con los límites máximos permisibles en la descarga de contaminantes establecidos en la

NOM-001-SEMARNAT-1996. A diferencia de las aguas residuales domésticas, los efluentes

industriales contienen con frecuencia sustancias que no se eliminan con un tratamiento

convencional. Entre las aguas residuales industriales, las procedentes de la industria textil,

contienen una amplia variedad de colorantes y productos químicos, considerados xenobióticos,

que hacen su composición química un gran problema medioambiental, los cuales, están diseñados

para ser altamente resistentes a la degradación microbiana (Kaushik & Malik, 2009). Sin

embargo, existe la filtración como un proceso físico y biológico, que puede ser aplicado con o sin

pretratamiento de coagulación y sedimentación, para remover los colorantes y los Sólidos

Suspendidos (SS) que permanecen después de la coagulación química presentes en las aguas de

desecho industrial textil, además de reducir el Al, Fe, Mn, turbidez, la DQO, y el color (De

Moraes, Freire, & Duran, 2000).

No obstante, de acuerdo a las características del agua, la filtración puede efectuarse de

muchas formas: con baja carga superficial (filtros lentos) con alta carga superficial (filtros

rápidos), en medios porosos (pastas arcillosas, papel de filtro), en medios granulares (arena,

antracita, granate o combinados), o con flujo ascendente; descendente y mixto. Además, el filtro

puede trabajar a presión o por gravedad, según sea la magnitud de la carga hidráulica que exista

sobre el lecho filtrante (Calviño, 2009). En el proceso de filtración lenta, el agua pasa por

gravedad en forma descendente a baja velocidad a través de la capa de origen orgánica conocida

con el nombre de schmutzdecke, antes de llegar al propio lecho filtrante. La arena, es el material

más empleado como medio filtrante (su tamaño oscila entre 0.5 y 1.5 mm), y reposa sobre un

lecho de grava (su tamaño oscila entre 35 y 130 mm, dispuesta en capas de mayor a menor

grosor) (Cánepa de Vargas, 2010).

Sin embargo, se debe tener en cuenta que para que haya una eficiente remoción de los

compuestos orgánicos, se requiere de una combinación de procesos de oxidación más eficientes

llamados Procesos de Oxidación Avanzada (POA´s), los cuales son capaces de producir cambios

profundos en la estructura química de los contaminantes debido a que involucran la generación y

uso de especies transitorias con un elevado poder oxidante como el radical hidroxilo (HO•). Este

radical puede ser generado por varios medios y es altamente efectivo para la oxidación de materia

orgánica, en especial aquella que no es biodegradable (Forero, Ortiz, & Rios, 2005). Asimismo,

los POA´s son utilizados como Pre-tratamiento o Pos-tratamiento. En el caso de la Preozonación

(proceso aplicado antes del tratamiento de potabilización de agua), se utiliza como oxidante al

ozono y al agua como catalizador, para formar los HO•. Dicho POA´s, ayuda a la desinfección,

reducción de microcontaminantes orgánicos y degradación de microcontaminantes inorgánicos

(Ayala, 2007).

La Electrocoagulación es un proceso de desestabilización de los contaminantes presentes

en el agua, mediante la acción de corriente eléctrica directa de bajo voltaje y por la acción de

electrodos metálicos de Al o Fe, los cuales generan iones metálicos anódicos (lado +) y

catódicos (lado -), ayudando a la flotación de los contaminante debido a la liberación de burbujas

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Figura 1.- Pre-ozonando el agua que previamente fue ajustada su conductividad y pH. Fuente: Archivo personal.

de hidrógeno gaseoso (Ruiz, 2005). Dicho proceso, es utilizado después de la Preozonación como

un Pre-tratamiento para obtener mejores resultados en el proceso de filtración.

Materiales y Métodos

El sistema empleado fue experimental y se divide en 3 fases, la primera (Preozonación) y

segunda (Electrocoagulación) forman parte del pre-tratamiento y la tercera (Filtración lenta).

Para llevar a cabo los experimentos en el laboratorio de Oxidación Química y Biología, se

emplearon una serie de materiales (véase tabla 1).

Preozonación

Antes de llegar al proceso de filtración, se realizaron los

pretratamientos de Preozonación y Electrocoagulación, de acuerdo a

la matriz de experimentos (véase tabla 2), en la cual, como primer

paso se preparó en una parrilla de agitación a una velocidad de 800

RPM, 50 litros de la solución madre a una conductividad de 1350

µS/cm con NaCl, ajustando el pH de 5 a 9 con H2SO4 ó NaOH.

Posteriormente se obtuvo 40 mL de agua cruda de cada muestra (31

muestras), para después pre-ozonar 1.5 litros de agua durante 10 min

con un flujo de 0.35, 0.38, 0.41, 0.44 o 0.47 SCFM hasta llegar a los

31 experimentos. El ozono (O3) se generó con la descarga eléctrica,

convirtiendo al oxígeno (O2) a una molécula triatómica (O3). En el

momento que el agua contaminada entra en contacto con el O3 se

Tabla 1. Material de Laboratorio

Material Equipo Electrónico Reactivos

Nombre Volumen (ml) Nombre Nombre Fórmula

Vaso de precipitado 1000, 500, 250 Potenciómetro Agua contaminada -

Pipeta con perilla 1 Conductimetro Cloruro de Sodio NaCl

Piceta 500 Parrilla de agitación Yoduro de Potasio Kl

Probeta 1000 Generador de ozono Ácido Sulfúrico H2SO4

Celda rectangular de plástico 3000 Comprensor Hidróxido de Sodio NaOH

Tubos de centrifuga 50 Equipo de ozonación Agua DI -

Agitador (mosca) N/A Fuente de poder

Electrodos de Al N/A Amperímetro

Cables N/A Voltímetro

Filtro lento N/A Centrifuga

Cubeta 50 Turbidimetro

Garrafón 20 Colorímetro

Cronómetro N/A Espectrofotómetro

Compresor de aire

Fuente: Elaboración propia.

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generan los radicales HO•, quienes degradan los contaminantes. Terminada la Preozonación, se

obtuvo 40 mL de agua de cada muestra (véase figura 1).

Electrocoagulación

Se agregó 1.5 litros de agua previamente pre-ozonada

a una celda con 7 electrodos metálicos de Al conectados a un

generador de corriente eléctrica, la cual se mantuvo en

agitación a una velocidad de 500 RPM durante 11, 16, 21, 26

o 31 min, además de tener lecturas del pH cada 3 min (véase

figura 2). En cuanto fue llegado el último minuto, se tomaron

40 mL de agua Electro-coagulada de cada muestra.

Posteriormente, se centrifugaron las 102 muestras obtenidas,

para darle lectura a las variables de respuesta en el

turbidimetro (mide las partículas en suspensión que dan el

aspecto turbio o lechoso a un líquido) y en el colorímetro

(determina la

concentración de

un líquido analizando

su intensidad de

color) (véase

figura 3).

Después de analizar los

resultados obtenidos del turbidimetro y

colorímetro, se seleccionó la muestra de la matriz de experimentos con mayor

eficacia de remoción de color y turbidez, para dar el pre-tratamiento

correspondiente a 24 litros de agua contaminada.

Tabla 2. Matriz de experimentos

A B C D

1 0 0 0 0

2 -1 -1 -1 -1

3 0 0 0 -α

4 1 1 -1 1

5 1 1 1 1

6 0 0 0 0

7 0 0 0 0

8 0 0 0 α

9 -1 -1 -1 1

10 0 0 0 0

11 1 1 -1 -1

12 -1 1 -1 1

13 0 0 α 0

14 1 -1 -1 -1

15 -1 -1 1 -1

16 -1 1 -1 -1

17 0 -α 0 0

18 -1 -1 1 -1

19 0 0 0 0

20 1 1 1 -1

21 -α 0 0 0

22 -1 1 1 1

23 0 α 0 0

24 1 -1 -1 1

25 0 0 0 0

26 -1 1 1 -1

27 1 -1 1 -1

28 α 0 0 0

29 0 0 -α 0

30 1 -1 1 1

31 0 0 0 0

Fuente: Elaboración propia. Figura 2.- Proceso de electrocoagulación. Fuente: Archivo personal.

Figura 3.- Toma de lecturas de las variables de respuesta (color y turbidez). Fuente: Archivo personal.

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Filtración

Lavado y granulometría de medios filtrantes

Previó al uso del filtro de arena, se lavó con aire comprimido y agua potable el medio

filtrante, para el cual se utilizó grava y arena (véase figura 4).

Sucesivo al

lavado del medio

filtrante, se tamizó

(véase figura 5).

Posteriormente, se agregó en el filtro en capas de

mayor a menor grosor (8 cm de grava gruesa, 16 cm de grava mediana, 20 cm de arena mediana y

97 cm de arena fina).

Una vez que se preparó el filtro de arena, se asentó la arena con agua potable durante 15

min, ajustando a su vez el flujo a 0.037 L/cm/min (véase figura 6). Asimismo se midió la turbidez

del agua potable, para ir verificando la efectividad del filtro mientras se asentaba la arena.

Terminando el proceso de verificación, se tomó 45 mL de muestra del agua previamente Pre-

ozonada y Electro-coagulada. Posteriormente, se vertió con el flujo anteriormente mencionado un

poco de los 17.6 litros del agua pre-tratada en el filtro1, para formar 3 cm de capa biológica

schmutzdecke. Una vez formada la capa, como se puede observar en la figura 7, se siguió

vertiendo el agua hasta llegar a los 17.6 litros, mientras se iban tomando muestras de 45 mL cada

20 min.

1Nota: De los 24 litros de agua contaminada seleccionada para dar tratamiento, quedaron sólo

17.6 litros previo al proceso de filtración, dado que se obtuvieron 2.4 litros de muestras, además

de que se perdieron 4 litros de lodos producidos.

Figura 4.- Lavado del medio filtrante con aire comprimido y agua potable. Fuente: Archivo personal.

Figura 5.- Tamizado de arena. Fuente: Archivo personal.

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Adsorción por

medio de carbón activado

Para complementar el tratamiento de filtración lenta, se realizó como un trabajo extra, el

proceso de adsorción mediante un filtro de carbón activado como pos-tratamiento (proceso por el

cual los átomos de la superficie del carbón activado atraen y retienen, por medio de las fuerzas de

Van Der Waals, las moléculas que causan color, olor y/o sabor al agua (Suárez Hidalgo, 2014)),

lo anterior, para tener una mayor disminución de las moléculas que dan el color al agua. Previó al

uso del filtro de carbón activado, se lavó con aire comprimido y agua potable el medio

adsorbente, para el cual se utilizó grava, arena y el carbón activado. Sucesivo al lavado del medio

filtrante, se tamizó. Posteriormente, se agregó la grava y la arena en el filtro en capas de mayor a

menor grosor (2.5 cm de grava gruesa, 3 cm de grava mediana y 4 cm de arena mediana), y

consecutivamente se agregó 35 cm de carbón activado (véase figura 8).

Una vez que se preparó el filtro de carbón activado, se asentó el medio filtrante con agua

potable durante 15 min, ajustando a su vez el flujo a 0.035 L/cm/min. Asimismo se midió el color

del agua potable, para ir verificando la efectividad del filtro mientras se asentaba la arena.

Terminando el proceso de verificación, se tomó 20 mL de muestra del agua previamente tratada

Figura 6.- Ajuste manual del flujo del agua. Fuente: Archivo personal.

Figura 7.- Proceso del agua por medio del Filtro lento de arena. Fuente: Archivo personal.

Figura 8.- Diseño final del filtro de carbón activado. Fuente: Archivo personal.

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en el filtro lento. Posteriormente, se vertió con el flujo anteriormente mencionado los 16.4 litros

del agua pre-tratada en el filtro lento2, mientras se iban tomando muestras de 20 mL cada 20 min.

2 Nota: De los 17.6 litros de agua pre-tratada, quedaron sólo 16.4 litros previo al proceso de

adsorción, dado que se obtuvieron 1.1 litros de muestras en el proceso de filtración lenta.

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Resultados

En las tablas 3, 4, 5, 6 y 7 se puede observar los resultados obtenidos del proceso de

degradación monitoreado por Electro-coagulación, en un medio con un pH de 7, 6, 5, 9 y 8

respectivamente, logrando gran parte de la degradación del color aparente y turbidez del agua

contaminada.

Tiempo Amperaje Voltaje pH Turbidez

(NTU)

Color

(Pt Co)

0 - - 5 176 3020

0 0.30 4.42 5.91 244 4090

3 0.30 4.13 6.93

6 0.30 4.10 7.05

Tiempo Amperaje Voltaje pH Turbidez

(NTU)

Color

(Pt Co)

0 - - 6 178.3 1863.3

0 0.39 4.41 7.36 211.6 3370

3 0.39 4.48 7.67

6 0.40 4.5 7.68

9 0.40 4.45 7.75

12 0.40 4.42 7.88

15 0.40 4.42 7.99

16 0.4 4.42 8.05 1.61 115

% Remoción

99.10 93.83

Tiempo Amperaje Voltaje pH Turbidez

(NTU)

Color

(Pt Co)

0 - - 7 146 2896

0 0.3 4.30 7.29 227 3973

3 0.30 4.38 7.77 158 2823

6 0.30 4.69 7.82 138 2585

9 0.30 4.61 7.93 114 2035

12 0.30 4.61 8.05 17.05 748

15 0.30 4.74 8.21 4.15 446.5

18 0.29 4.82 8.35 1.45 360

21 0.30 4.90 8.51 1.45 426.5

% Remoción

99.01 85.27

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 3. Variables de respuestas obtenidas de la muestra 1 (pH 7, A 0.30, t 21, O3 0.41) del

pre-tratamiento de Electro-coagulación.

Tabla 4. Variables de respuestas obtenidas de la muestra 16 (pH 6, A 0.40, t 16, O3 0.38) del

pre-tratamiento de Electro-coagulación.

Fuente: Elaboración propia.

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Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

9 0.30 4.06 7.06

12 0.30 4.06 7.20

15 0.30 4.06 7.49

18 0.30 4.010 7.74

21 0.30 4.00 8.04 74.9 2593.3

% Remoción

57.44 14.13

Tiempo Amperaje Voltaje pH Turbidez

(NTU)

Color

(Pt Co)

0 - - 8 171.3 3160

0 0.20 3.15 7.73 233.3 4146.6

3 0.20 3.19 7.69

6 0.20 3.14 7.71

9 0.20 3.14 7.75

12 0.20 3.14 7.83

15 0.20 3.13 7.91

18 0.20 3.14 8

21 0.20 3.13 8.07

24 0.20 3.07 8.16

26 0.20 3.07 8.2 3.25 339.33

% Remoción

98.10 89.26

Como se puede observar en las tablas anteriores, el pH del agua infiere de manera

considerable al momento de remover el color aparente y la turbidez de la misma, debido que hay

generación de hidróxidos de aluminio, provocando que haya remoción de la molécula del

colorante. Además, el amperaje y el tiempo que se le aplican a las muestra, resultan importantes

ya que juntos sirven para ayudar a las Partículas Suspendidas (PS) a entrar en contacto con los

Tiempo Amperaje Voltaje pH Turbidez

(NTU)

Color

(Pt Co)

0 - - 9 215.6 4060

0 0.30 4.01 7.4 260.3 4630

3 0.30 3.88 8.2

6 0.30 3.88 8.17

9 0.30 3.79 8.18

12 0.30 3.79 8.18

15 0.30 3.79 8.21

18 0.30 3.79 8.23

21 0.30 3.79 8.29 37.1 1180

% Remoción

82.79 70.94

Tabla 6. Variables de respuestas obtenidas de la muestra 28 (pH 9, A 0.30, t 21, O3 0.41)

del pre-tratamiento de Electro-coagulación.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 5. Variables de respuestas obtenidas de la muestra 21 (pH 5, A 0.30, t 21, O3 0.41) del

pre-tratamiento de Electro-coagulación.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 7. Variables de respuestas obtenidas de la muestra 30 (pH 8, A 0.20, t 26, O3 0.44)

del pre-tratamiento de Electro-coagulación.

Fuente: Elaboración propia.

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coagulantes y ser degradas. Asimismo, la aplicación de O3 como un pre-tratamiento es

importante, necesario y de mucha ayuda al momento de tratar un agua residual, ya que ayuda a la

desinfección, reducción de microcontaminantes orgánicos y degradación de microcontaminantes

inorgánicos del agua residual.

Con los resultados obtenidos de todas las 31 muestras de la matriz de experimentos, se

seleccionó la muestra con mejor porcentaje de remoción de color aparente y turbidez, para

después dar el pre-tratamiento correspondiente a 24 litros de agua contaminada. En la tabla 8 se

pueden observar los resultados obtenidos del proceso de degradación monitoreado por Electro-

coagulación, en el medio seleccionado.

Corrida Amperaje Voltaje pH % Remoción

Turbidez (NTU)

% Remoción

Color (Pt Co)

1 0.4 4.52 8.55 99 89.26

2 0.4 4.11 8.04 96.48 88.49

3 0.4 4.1 8.31 95.92 85.69

4 0.4 4.09 8.63 95.56 86.54

5 0.4 4.23 8.21 93.42 88.02

6 0.4 4.63 8.32 96.83 89.24

7 0.4 4.38 8.57 96.74 90.84

8 0.4 4.09 9.26 98.1 89.26

9 0.4 4.38 9.08 95.81 85.68

10 0.4 3.93 9.31 94.64 90.21

11 0.4 4.24 9.5 95.3 84.58

12 0.4 4.42 9.22 96.5 90.89

13 0.4 4.7 9.39 95.36 85.07

14 0.4 4.79 9.12 95.78 85.56

15 0.4 4.86 9.3 96.5 90.89

16 0.4 7.04 9.49 93.65 85.53

% Remoción

total 95.97 87.86

Como se observa en la tabla anterior, hubo mayor remoción de la turbidez que del color

aparente, sin embargo no se obtuvo el 100%, por ello es que se recomienda la filtración como un

tratamiento final, lo anterior para retirar las PS restantes, dando lugar al color real del agua

residual.

A continuación se muestran las variables de respuestas obtenidas una vez realizado el

proceso de filtración

(véase tabla 9 y gráfica

1).

Tabla 8. Variables de respuestas obtenidas de la muestra seleccionada (pH 7, A 0.40, t 26, O3 0.44)

del pre-tratamiento de Electro-coagulación.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 9. Variables de respuestas obtenidas del proceso de filtración lenta.

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Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

Muestra Tiempo Turbidez

(NTU)

% Remoción

Turbidez (NTU)

Color

(Pt Co)

% Remoción

Color (Pt Co)

0 0 18.43 0 393.66 0

1 20 0.31 98.31 84.33 78.57

2 40 0.32 98.26 68.33 82.64

3 60 0.31 98.31 80 79.67

4 120 0.3 98.37 78.33 80.1

5 180 0.39 97.88 91.66 76.71

6 240 0.41 97.77 96.66 75.44

7 300 0.31 98.31 88.33 77.56

8 360 0.27 98.53 67 82.98

9 420 0.36 98.04 94 76.12

10 480 0.4 97.82 91.66 76.71

% Remoción

total 98.16

78.65

Como se puede observar en la gráfica 1 y en la figura 9, el proceso de filtración lenta,

funciona de manera eficiente para la remoción de la turbidez, dado que se llegó casi al 100%,

debido a que se logró obtener la misma turbidez que el agua potable,

lo anterior fue debido a que las PS quedaron atrapadas en el lecho

filtrante (arena y grava). Además, a pesar de no ser utilizado con el fin

de remover el color, este proceso te remueve hasta un 80%, dejándote

como resultado el color real.

Debido a la diferencia de remoción de turbidez y color en el

proceso de filtración lenta, se llevó a cabo el proceso de adsorción como

Gráfica 1. Variables de respuestas obtenidas del proceso de filtración

lenta.

Fuente: Elaboración propia.

0

20

40

60

80

100

120

0 60 120 180 240 300 360 420 480

% d

e re

mo

ció

n

Tiempo (min)

% REMOCIÓN

% Remoción Turbidez (NTU)

% Remoción Color (Pt Co)

Fuente: Elaboración propia.

Figura 9.- Resultados de los procesos en el tratamiento de agua residual industrial textil. Fuente: Archivo personal.

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4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación

Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

un pos-tratamiento. En la tabla 10 y en la gráfica 2 se pueden observar los resultados obtenidos

de la degradación del color mediante dicho proceso, en donde se muestra una mayor degradación

en comparación del proceso de filtración lenta.

Como se puede observar en la gráfica 2 y en la figura 10, los procesos anteriormente

utilizados funciona de manera eficiente para la remoción de partículas que le dan color, olor y/o

sabor al agua, sin embargo el proceso de adsorción con carbón activado fue el más eficaz en la

remoción del color, este proceso te remueve hasta un 80%, dejándote como resultado el color

real.

Un dato importante a considerar en este trabajo de investigación, es que en trabajos

previos se ha encontrado en el agua residual industrial textil la molécula del contaminante Índigo

carmín (C16H8N2Na2O8S2) en grandes cantidades, mediante lecturas hechas en el

Muestra Tiempo Color

(Pt Co)

% Remoción

Color (Pt Co)

0 0 72 0

1 20 0 100

2 40 0 100

3 60 0 100

4 120 0 100

5 180 0 100

6 240 0 100

7 300 0 100

8 360 0 100

9 420 0 100

10 480 0 100

% Remoción

total 100

Tabla 10. Variable de respuesta obtenida del

proceso de adsorción con carbón activado.

Gráfica 2. Variable de respuesta obtenida del

proceso de adsorción con carbón activado.

Fuente: Elaboración propia.

0

20

40

60

80

100

120

0 60 120 180 240 300 360 420 480 %

de

rem

oci

ón

Tiempo (min)

% REMOCIÓN

% Remoción Color (Pt Co)

Fuente: Elaboración propia.

Figura 10.- Resultados de los procesos en el tratamiento de agua residual industrial textil. Fuente: Archivo personal.

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espectrofotómetro UV/vis antes del proceso de degradación de la molécula.

Discusión y conclusiones

De acuerdo a los datos estadísticos obtenidos mediante los trabajos realizados en el

laboratorio de Oxidación Química y Biología del Instituto Tecnológico de Toluca (ITT), se

concluye que los procesos de Preozonación y Electro-coagulación, funcionan de manera

excelente si se trabajan en conjunto, debido a que removió el 96% del color aparente y el 99% de

turbidez, sin embargo no se eliminaron en su totalidad las PS, ya que se seguían observando

dichas partículas en el agua pre-tratada, debido a que aún no se obtenía el color real del agua. No

obstante con la aplicación de la filtración lenta, se logró obtener el color real, además de

eliminarlo hasta el 78.65%, y el 98.16% de turbidez. Debido a las diferencias de los resultados

obtenidos tanto del color real como de la turbidez, se determinó aplicar un proceso de adsorción

con carbón activado, como un pos-tratamiento, para que ayudara a degradar en su totalidad a las

partículas encargadas de darle el color al agua, lo cual, como se mostró en los resultados, fue

logrado con éxito.

Es importante señalar que los procesos de filtración lenta y de adsorción con carbón

activado, son un sistema de tratamiento de agua sencillos, económicos, efectivos y muy antiguos,

los cuales eran utilizados por la humanidad ya que copia exactamente el proceso de purificación

que se da en la naturaleza al atravesar el agua de lluvia a los estratos de la corteza terrestre hasta

encontrar los acuíferos o ríos subterráneos. Sin embargo el desconocimiento de sus ventajas y el

surgimiento de nuevas tecnologías han hecho que en nuestro país fuera menospreciado y relegado

al medio rural. No obstante, es justo tener en cuenta a la filtración lenta como un proceso de

remoción de microorganismos equivalente a la desinfección, que en conjunto con los demás

procesos serían beneficiosos para la purificación del agua contaminada.

Además con ayuda del espectrofotómetro UV/Vis, se determinó que el colorante más

abundante en el agua residual es el índigo carmín, colorante utilizado para teñir la mezclilla, y

altamente dañino para la salud humana si se es consumido en altas concentraciones. Sin embargo,

no se sabe si sea el único colorante en el agua residual.

Agradecimientos

Agradezco al programa Delfín por brindarme la oportunidad de obtener nuevos

conocimientos, a mi alma máter la Universidad Autónoma de Guerrero por proporcionarme el

apoyo necesario para integrarme al Programa Delfín, y al Instituto Tecnológico de Toluca por

darme la oportunidad de conocer nuevas fronteras entorno a la educación e iniciar una

experiencia extraordinaria. Al Dr. Marco Antonio García Morales y al Dr. Julio César González

Juárez, por aceptar mi petición y permitirme formar parte de su equipo de investigación, así como

también por su apoyo incondicional para llevar a cabo este proyecto, por su paciencia y horas de

trabajo extra.

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Referencias

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