GRAFICA DE % DE REMOCION VS TIEMPO
IV. DISCUSION DE RESULTADOS
Según los resultados obtenidos, presentados en la Tabla 4, encontramos que el agua residual de la Universidad Nacional del Centro del Perú tiene
elevada carga orgánica puesto de manifiesto en su DBO que alcanza 1 647.0 mg/L, una DQO de 4 436.8 mg/L, sólidos totales en 3 716 mg/L y
una importante concentración de aceites y grasas en 1 600 mg/L.
En el gráfico 1 se observa que las curvas tienen el mismo comportamiento ya que se trabajaron en los mismos rangos de densidad de corriente. Al analizar las curvas a una separación de electrodos de 1 cm y 3 cm observamos que el porcentaje de remoción de aceites y grasas es mayor a 3 cm y a una densidad de corriente de 20 A/m2 , alcanzando como promedio 90.441 % de remoción.
Normalmente cuando se trata un sistema de electrodos de placas se establecen distancias en un rango de 1 a 3 cm para un volumen de reactor dado, este factor se traduce en la posibilidad de trabajar con una mayor o menor superficie de contacto de los electrodos.
Comparando los valores presentados en la Tabla 6 y Tabla 7 podemos afirmar que a una distancia entre electrodos de 3 cm se logra mayores porcentajes de remoción de orgánicos que a 1 cm de separación. Esta distancia de 3 cm es recomendable para nuestro reactor porque no hay posibilidad que puedan chocar entre si y ocasionar cortocircuitos innecesarios; además, las placas estarán espaciadas o ubicadas en la totalidad de la celda electrolítica.
Por definición la densidad de corriente es igual a la intensidad de corriente eléctrica que circula por el sistema por unidad de área. En la Tabla 8 observamos que a densidades de corriente de 20 A/m2 se logra mayores porcentajes de remoción de aceites y grasas. Esta densidad de carga oscila
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en gran medida en función al diseño del equipo y de las características del el volumen dado del efluente, siendo mayor, normalmente conforme mayor sea la intensidad de corriente.
En los trabajos previos que se hicieron, para seleccionar el par de electrodos óptimo, podemos observar en la Tabla 13 (Ver Anexo) que en el caso del par Al-Fe se logran mayores porcentajes de remoción de orgánicos, 84.013 % como promedio, esto debido a que en los dos primeros pares Al-C y Al-Pb el único que aporta especies catiónicas (agentes coagulantes) es el Al3+ el que se unirá mediante enlace iónico a los coloides cargados opuestamente; en cambio, en el tercer caso los que aportan las especies catiónicas son los dos electrodos ya sea el aluminio o el hierro como Al3+ o Fe3+.
Las partículas coloidales se desestabilizan con la adición de iones multivalentes como es el caso de Al+3 y Fe+3, según Michael Faraday los electrodos son de sacrificio debido a que en el proceso electrolítico desprenden en el agua los iones que desestabilizan los coloides.
Una vez determinada la densidad de corriente ( 20 A/m2) y la distancia entre electrodos ( 3 cm) se procedió a determinar el tiempo óptimo para el proceso de electrocoagulación, pruebas que se hicieron de acuerdo a los parámetros mostrados en la Tabla 9. En la Tabla 10 podemos observar que a partir de los 50 minutos no se logra aumentos significativos en la remoción de aceites y grasas debido a una posible saturación de orgánicos en la celda electrolítica que impide la migración de iones de los electrodos a la solución. Estableciéndose entonces como tiempo de electrocoagulación óptimo 60 minutos.
En la Tabla 11, comparando las propiedades y características del agua residual con el agua tratada podemos decir que la temperatura se incrementa en 3 °C. El pH mantiene un valor casi constante en todos los casos de electrocoagulación debido a que la acidificación que se produce en
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el ánodo se ve compensada con la alcalinización catódica, fenómenos producidos en ambos casos principalmente por la electrólisis del agua. La variación de la conductividad de 1510 µS /cm a 1340 µS /cm puede atribuirse a la evolución del Cl- a Cl2 o a otras especies iónicas como el
ClO-.
La disminución de los sólidos totales, que se encuentran suspendidos en la solución, se debe también a que los iones desprendidos de los electrodos hacen que estos sólidos precipiten.
A consecuencia de la electrocoagulación los cationes producidos en el ánodo entran en la solución, reaccionando con las demás especies formando óxidos metálicos, y precipitando los respectivos hidróxidos.
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V. CONCLUSIONES
Del presente estudio se concluye:
1. Se logró remover los aceites y grasas de las aguas residuales de la Universidad Nacional del Centro del Perú, utilizando el proceso de electrocoagulación, en un 93.9 %, con una densidad de corriente de 20 A/m2, 3 cm de distancia entre electrodos, y un tiempo de 60 minutos. 2. Se realizó la caracterización del agua residual de la Universidad
Nacional del Centro del Perú la cual tiene alta carga orgánica puesto de manifiesto en su DBO que alcanza 1 647.0 mg/L, una DQO de 4 436.8 mg/L, sólidos totales en 3 716 mg/L y una importante concentración de aceites y grasas de 1 600 mg/L.
3. La densidad de corriente óptima para la remoción de aceites y grasas, con una eficiencia de 93.9 %, es de 20 A/m2, equivalente a una superficie total de contacto de 1 008 cm2.
4. La distancia óptima entre electrodos, para el proceso de electrocoagulación, es de 3 cm.
5. El tiempo óptimo es de 60 minutos, a partir del cual no se logra mayores rendimientos de remoción.
6. La electrocoagulación se considera como la versión electroquímica de la coagulación química la cual se basa en la generación de iones Fe+3 con la siguiente formación de especies básicas de los cationes metálicos que forman flóculos sobre los que se absorben sustancias orgánicas e inorgánicas.
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VI. RECOMENDACIONES
Del presente estudio se recomienda:
1. Utilizar el proceso de electrocoagulación para el tratamiento de aguas residuales debido a que es una tecnología limpia.
2. Realizar un estudio de escalamiento a nivel de planta piloto y posteriormente a nivel industrial para ajustar las variables involucradas en el proceso de electrocoagulación.
3. Que este proceso deba ir acompañado de otras operaciones de tratamiento como la sedimentación y la filtración debido a la formación de materiales precipitados.
4. Se recomienda trabajar con cuidado en todo el proceso de electrocoagulación controlando minuciosamente los variables de operación.
5. En los análisis de aceites y grasas utilizar un equipo adecuado de seguridad para evitar daños a la salud durante la manipulación de reactivos tóxicos.