Influencia del ph y tiempo de aireación en la remoción de sulfuros en efluentes provenientes de la etapa de pelambre de la industria de curtiduría utilizando ácido fórmico, acético y cítrico

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(1)Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. Qu. ím. ica. ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL. UN T. FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA. INFLUENCIA DEL PH Y TIEMPO DE AIREACIÓN EN LA REMOCIÓN DE. en ier ía. SULFUROS EN EFLUENTES PROVENIENTES DE LA ETAPA DE PELAMBRE DE LA INDUSTRIA DE CURTIDURÍA UTILIZANDO ÁCIDO. In g. FÓRMICO, ACÉTICO Y CÍTRICO. Autores:. a. de. INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO AMBIENTAL. Br. SALVADOR TORRES KATERINNE STEFFANY. Bi. bli. ot. ec. Br. CONTRERAS MORENO SHEYLA VANESSA. Asesor: Mg. JORGE LUIS MENDOZA BOBADILLA Trujillo – 2015 I. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(2) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UN T. MIEMBROS DEL JURADO. en ier ía. Qu. (Presidente). ím. Mario Esven Reyna Linares. ica. _________________________________. _________________________________ Segundo Juan Saldaña Saavedra. Bi. bli. ot. ec. a. de. In g. (Secretario). _________________________________ Jorge Luis Mendoza Bobadilla (Asesor). II Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(3) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. DEDICATORIA. UN T. A mis padres Wilfredo Modesto Contreras Burgos y Julia Eva Moreno Pérez por enseñarme los valores más importantes que rigen mi vida, por apoyarme. ica. siempre en cada idea y las decisiones que tuve que tomar hasta ahora, por enseñarme que todo se puede lograr con esfuerzo y perseverancia y por la. ím. gran confianza que depositaron en mí al permitirme vivir en una ciudad. Qu. diferente para lograr mi formación como profesional. Porque el gran amor que me tienen es el mejor regalo que Dios pudo haberme dado. ¡Los amo con toda. en ier ía. mi alma!. A mi abuelito Adolfo Moreno Gutiérrez porque a casi 13 años de su partida sus consejos aún los llevo presente y por los valores que inculcó a nuestra familia. In g. que son el mejor legado que pudo dejarnos.. de. A mi abuelita Julia Pérez Machay, a mis tíos y primos en general por su apoyo. ec. a. y preocupación constante para lograr mis metas.. ot. A mis queridos amigos Nataly, Katy, Fátima, Edson y Alex (Kevin) por cada. bli. momento compartido desde que los conozco y porque sé que podré contar con. Bi. ellos siempre.. Sheyla Vanessa Contreras Moreno III Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(4) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UN T. DEDICATORIA. Dedico esta Tesis a mis padres Flor de María Torres Díaz y Wilder Salvador. ica. Huamán, quienes son el soporte necesario para mi desarrollo; con sus palabras de aliento no me dejaban decaer para que siguiera adelante y siempre sea. ím. perseverante y cumpla con mis ideales como hija, estudiante y profesional.. Qu. Amor, abrazos, retos, castigos y miradas dieron frutos y me ayudaron a lograr cada meta propuesta. Han sido un verdadero apoyo en cada aventura que. en ier ía. decido emprender y espero lo sigan siendo.. A mi hermano y demás familia en general por el apoyo que siempre me. In g. brindaron día a día en el transcurso de cada año de mi Carrera Universitaria.. A mis cuatros compañeros de universidad, amigos, colegas y hermanos de. de. toda la vida quienes sin esperar nada a cambio compartieron su conocimiento,. a. alegrías y tristezas; en especial por estar a mi lado apoyándome en el. Bi. bli. ot. ec. transcurso del desarrollo de este proyecto personal y profesional.. Katerinne Steffany Salvador Torres. IV Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(5) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UN T. AGRADECIMIENTOS. En primer lugar queremos expresar nuestro agradecimiento a nuestro asesor el Mg. Jorge Mendoza Bobadilla por permitirnos realizar nuestra tesis en el. ica. laboratorio de aguas residuales de Ingeniería Ambiental y brindarnos las. ím. facilidades para la utilización de los reactivos necesarios para los experimentos del presente trabajo de investigación, asimismo agradecerle al Técnico Mora. en ier ía. Qu. por el apoyo brindado en el Laboratorio de Química.. Al Dr. Croswell Aguilar por sus consejos y experiencia compartida para la culminación del presente trabajo de investigación y al técnico Jorge Alcántara. nuevos materiales.. In g. por el gran apoyo brindado en el Laboratorio de Catálisis, adsorbentes y. de. A nuestros amigos Anthony Olivera y Luis Zevallos, colaboradores del. a. Laboratorio de Biotransformaciones y Productos Naturales por el gran apoyo. Bi. bli. ot. ec. brindado en el desarrollo de este proyecto de investigación.. Sheyla Contreras y Katerinne Salvador. V Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(6) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. INDICE DEDICATORIA ...................................................................................................... III. UN T. AGRADECIMIENTOS ............................................................................................. V INDICE ................................................................................................................... VI. ica. RESUMEN ............................................................................................................. XI ABSTRACT.......................................................................................................... XIII. ím. CAPITULO I: INTRODUCCIÓN .............................................................................. 1. Qu. 1.1. REALIDAD PROBLEMÁTICA........................................................................ 1. en ier ía. 1.2. ANTECEDENTES: ......................................................................................... 6 1.3. MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL ............................................................ 9 Industria del Cuero ......................................................................... 9. 1.3.2.. Procesos en la Curtiembre .......................................................... 11. 1.3.3.. Insumos para el Proceso de Pelambre ....................................... 18. 1.3.4.. Efluentes por etapa de Curtiduría ............................................... 18 Principales contaminantes en los efluentes de Curtiembres ... 21 Problemas ambientales de los efluentes de Curtiembres ........ 22. ec. a. 1.3.6.. de. 1.3.5.. In g. 1.3.1.. Tecnologías de Tratamiento de Efluentes .................................. 23. ot. 1.3.7.. bli. 1.4. PROBLEMA……………………………………………………………….….……26. Bi. 1.5. HIPÓTESIS………………………………………………………………..…....…26 1.6. OBJETIVOS……………………………………………………………..……,…..26 1.7. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA ............................................................. 27. CAPITULO II: MATERIALES Y MÉTODOS ......................................................... 28 VI Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(7) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 2.1. MATERIAL, REACTIVOS, EQUIPOS E INSTRUMENTOS ......................... 28. UN T. 2.2. MÉTODOS Y TÉCNICAS ............................................................................. 29 2.2.1.. Material de Estudio ............................................................................. 29. 2.2.2.. Metodología de Estudio...................................................................... 30. ica. 2.3. DISEÑO EXPERIMENTAL ........................................................................... 33. ím. CAPITULO III: RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ..................... 35. 3.2. ELECCIÓN. DEL. ÁCIDO. Qu. 3.1. CARACTERIZACIÓN INICIAL DEL EFLUENTE ......................................... 35 ORGÁNICO. PARA. LA. REMOCIÓN. DE. en ier ía. SULFUROS: ................................................................................................. 37 3.3. INFLUENCIA DEL TIEMPO DE AIREACIÓN EN LA REMOCIÓN DE SULFUROS UTILIZANDO ÁCIDO FÓRMICO…………...............…………..39 3.4. INFLUENCIA DEL pH EN LA REMOCIÓN DE SULFUROS ....................... 42. In g. 3.5. INFLUENCIA DEL pH Y EL TIEMPO DE AIREACIÓN EN LA REMOCIÓN DE SULFURO…….……………………………………………………….………45 DE. de. 3.6. COMPARACIÓN. LOS. RESULTADOS. OBTENIDOS. CON. LOS. a. VALORES MAXIMOS ADMISIBLES. ...... ……………………………………..47. ec. 3.7. FORMACIÓN DE LODOS POR EL TRATAMIENTO APLICADO .............. .50. ot. CAPITULO IV: CONCLUSIONES......................................................................... 52. bli. CAPITULO V:RECOMENDACIONES .................................................................. 54. Bi. CAPITULO VI: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................ 55 CAPITULO VII: ANEXOS ..................................................................................... 63. VII Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(8) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1: INSUMOS Y REACTIVOS REQUERIDOS EN LA ETAPA DE. UN T. PELAMBRE………………………………………………………………………………18. TABLA 2: EFLUENTES POR ETAPA DE CURTIDURÍA ...................................... 19. TABLA 3: RELACIÓN DE MATERIALES UTILIZADOS EN LA INVESTIGACIÓN 28 4:. RELACIÓN. DE. REACTIVOS. EMPLEADOS. DURANTE. ica. TABLA. LA. ím. INVESTIGACIÓN .................................................................................................. 29 TABLA 5: RELACIÓN DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN LA. Qu. INVESTIGACIÓN .................................................................................................. 29 TABLA 6: TRATAMIENTOS REALIZADOS EN EL PRESENTE TRABAJO ......... 33. en ier ía. TABLA 7: COMPARACIÓN DE LOS PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS DEL EFLUENTE SIN TRATAMIENTO Y EL D.S. N°021-2009-VIVIENDA ................... 36 TABLA 8: T DE STUDENT PARA ANÁLISIS ESTADÍSTICO ENTRE PH 4.5 Y 6.5…………………………………………………………………………………………44. In g. TABLA 9: PORCENTAJES DE REMOCIÓN DE SULFUROS A PH 4.5, 6.5, 8.5 Y 10 DURANTE TIEMPOS DE AIREACIÓN DE 10, 20 Y 30 MINUTOS .................. 45. de. TABLA 10: ANÁLISIS DE VARIANZA ANOVA...................................................... 45. a. TABLA 11: COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS DE DQO, SULFATOS Y. ec. SÓLIDOS CON EL D.S. N°021-2009-VIVIENDA .................................................. 48. ot. TABLA 12: PESO DE LODO SECO PARA 1 M3 DE EFLUENTE TRATADO ....... 50. bli. TABLA 13: DATOS DE ABSORBANCIA Y PPM DE SULFUROS PARA CURVA. Bi. DE CALIBRACIÓN ................................................................................................ 66. VIII Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(9) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ÍNDICE DE FIGURAS FIG. 1: DISTRIBUCIÓN DE LAS CURTIEMBRES EN LA PROVINCIA DE. UN T. TRUJILLO ............................................................................................................. 11. FIG. 2: PROCESO DE CURTIDURÍA ................................................................... 17 FIG.. 3: DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE. ica. SULFUROS ........................................................................................................... 25. ím. FIG. 4: REACTOR EMPLEADO PARA EL TRATAMIENTO DEL EFLUENTE DE LA ETAPA DE PELAMBRE DE LA CURTIEMBRE ECOLÓGICA DEL NORTE ... 30. Qu. FIG. 5: PORCENTAJE DE REMOCIÓN DE SULFUROS EN EL EFLUENTE DE PELAMBRE DESPUÉS DEL TRATAMIENTO ...................................................... 37. en ier ía. FIG. 6: COSTO DEL TRATAMIENTO EN S/. PARA 1 M3 DE EFLUENTE DE PELAMBRE ........................................................................................................... 38 FIG. 7: REMOCIÓN DE SULFUROS A PH 4.5 .................................................... 39. In g. FIG. 8: REMOCIÓN DE SULFUROS A PH 6.5 .................................................... 40 FIG. 9: REMOCIÓN DE SULFUROS A PH 8.5 .................................................... 40 FIG. 10: REMOCIÓN DE SULFUROS A PH 10 ................................................... 41. de. FIG. 11: REMOCIÓN DE SULFUROS A LOS 10 MINUTOS DE AIREACIÓN ..... 42. a. FIG. 12: REMOCIÓN DE SULFUROS A LOS 20 MINUTOS DE AIREACIÓN ..... 43. ec. FIG. 13: REMOCIÓN DE SULFUROS A LOS 30 MINUTOS DE AIREACIÓN ..... 43. ot. FIG. 14: PORCENTAJES DE REMOCIÓN DE SULFUROS A PH 4.5, 6.5, 8.5 Y. bli. 10 DURANTE 10, 20 Y 30 MINUTOS ................................................................... 46 FIG. 15: CONCENTRACIÓN DE SULFUROS FINAL (PPM) DESPUÉS DE LOS. Bi. TRATAMIENTOS A PH 4.5, 6.5, 8.5, 10 Y 30 MINUTOS DE AIREACIÓN ........... 47 FIG. 16: RESULTADOS OBTENIDOS DEL ANÁLISIS DE DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO........................................................................................................ 49 IX. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(10) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. FIG. 17: RESULTADOS OBTENIDOS DEL ANÁLISIS DE SULFATOS .............. 49 FIG.. 18:. RESULTADOS. OBTENIDOS. DEL. ANÁLISIS. DE. SÓLIDOS. UN T. SUSPENDIDOS TOTALES ................................................................................... 50. FIG. 19: PESO DE LODO SECO (KG) PARA 1 M3 DE EFLUENTE TRATADO .. 51. Bi. bli. ot. ec. a. de. In g. en ier ía. Qu. ím. ica. FIG. 20: CURVA DE CALIBRACIÓN DE SULFUROS ......................................... 66. X Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(11) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. RESUMEN El presente trabajo de investigación consistió en la evaluación del porcentaje. UN T. de remoción de sulfuros de un efluente proveniente de la etapa de pelambre de. la Curtiembre Ecológica del Norte mediante la adición de ácidos orgánicos. ím. con diferentes tiempos de aireación (10, 20 y 30 minutos).. ica. (ácido fórmico, acético y cítrico) a diferentes valores de pH (4.5; 6.5; 8.5 y 10) y. En una primera etapa se evaluó el porcentaje de remoción de sulfuros. Qu. alcanzado por cada uno de los 3 ácidos orgánicos, a pH 4.5 y tiempo de aireación de 15 minutos; encontrándose valores similares de porcentaje de. en ier ía. remoción; por lo que se evaluó el costo y la disponibilidad de estos; eligiéndose el ácido fórmico por implicar un costo menor para el tratamiento.. Posteriormente, se evaluó la influencia de las variables pH y tiempo de. In g. aireación en el porcentaje de remoción de sulfuros usando únicamente ácido fórmico; donde la prueba ANOVA muestra que la variable pH es la única que. de. influye significativamente en la variable dependiente mientras que la variable. a. tiempo de aireación y la interacción entre variables independientes no influye. ec. significativamente. Adicionalmente, se encontró, mediante la aplicación de la. ot. prueba t de student, que a valores de pH de 4.5 y 6.5 no existen diferencias. bli. significativas entre sus resultados; por lo que se establece que el pH 6.5 es el. Bi. más adecuado para el tratamiento.. Finalmente, se establece que el tratamiento más adecuado para la remoción de sulfuros del efluente proveniente de la etapa de pelambre de la Curtiembre XI. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(12) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Ecológica del Norte se realiza con ácido fórmico, un pH de 6.5, y un tiempo de aireación de 10 minutos. pH, tiempo de. Bi. bli. ot. ec. a. de. In g. en ier ía. Qu. ím. ica. aireación, remoción de sulfuros.. UN T. Palabras clave: Curtiembre, pelambre, ácidos orgánicos,. XII Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(13) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ABSTRACT The present research involved the evaluation of removal percentage of sulfides. UN T. of the effluent from the liming stage of the tannery “Ecológica del Norte” by adding organic acids (formic, acetic and citric acid), different pH values (4.5, 6.5, 8.5 and 10) and with different aeration times (10, 20 and 30 minutes).. ica. In the first stage we were evaluated the percentage of sulfur removal achieved. ím. by each of the 3 organic acids, pH 4.5 and aeration time of 15 minutes; finding similar values of removal percentage; so the cost and availability of these was. en ier ía. Qu. evaluated; being chosen formic acid because of the less cost for treatment.. Subsequently, the influence of the variables of pH and aeration time in the removal percentage of sulfides using only formic acid was evaluated; Where the ANOVA test shows that the pH is the only variable that has significant influence. In g. on the dependent variable while the aeration time and the interaction between both Independent variables has not significant influence. Additionally, it was. de. found, by applying Student's t test that a pH values of 4.5 and 6.5 there are no significant differences between the results; so it was established that pH 6.5 is. ec. a. most suitable for the treatment.. ot. Finally, it was established that the most appropriate treatment for the removal of. bli. sulfide from the effluent from stage of Tannery “Ecológica del Norte” is. Bi. performed with formic acid, pH 6.5, and a time of 10 minutes aeration. Keywords: Tannery, liming, organic acids, pH, aeration time, removal of. sulfides. XIII Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(14) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. CAPITULO I. 1.1.. UN T. INTRODUCCIÓN REALIDAD PROBLEMÁTICA. La industria de la curtiembre es una actividad que data de hace cientos. ica. de años, donde el proceso se ha ido refinando con el tiempo. Las. estadísticas hasta el 2006 indican que los principales países productores. ím. de cuero fueron China, Italia e India, produciendo un total anual de. Qu. 613.07, 199.45 y 161.52 millones de metros cuadrados de cuero respectivamente. Asimismo, Brasil y Argentina lograron ubicarse entre. en ier ía. los 10 países con mayor producción. La producción mundial se centra mayoritariamente en 2 cueros bovinos (65% de la producción mundial) y, como minorías, los cueros de oveja, cabra y cerdo (15, 9 y 11% respectivamente). (Hazer B.; 2013:25). In g. Las empresas dedicadas a la industria curtiembre en Perú, tanto formal como informal, operan principalmente en las ciudades de Trujillo,. de. Arequipa y Lima. El Reporte Técnico para la Industria de Curtiembres en el Perú indicó que aproximadamente solo el 50% del cuero producido a. ec. a. nivel nacional proviene de empresas formales. Por la gran falta de documentación causada tanto por las empresas. ot. formales como las informales, es muy difícil estimar la producción anual. Bi. bli. nacional. Al menos se sabe que el sector curtiembre ha registrado crecimientos en su producción, ejemplificado por un crecimiento de 12,4% en el primer trimestre del 2011. En Arequipa y Trujillo se cuenta con parques industriales donde se agrupan empresas, entre ellas las del sector curtiembre. Contar con dichas instalaciones es una ventaja pues 1. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(15) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. permite a las empresas unir esfuerzos en el tratamiento de efluentes. El Reporte Técnico del MITINCI recomendó que estos parques instalen. UN T. plantas de tratamiento de aguas residuales comunes y plantas de reciclaje de cromo; sin embargo, hasta la fecha no se ha encontrado. evalúe los resultados obtenidos. (Miller S., 1999:20). ica. información que certifique si dichas medidas han sido tomadas ni que. las. actividades. industriales. más. ím. Los procesos industriales de Curtiduría son considerados como una de contaminantes. del. mundo.. Qu. (Vijayaraghavan and Ramanujam, 1999:499). En la Libertad, las curtiembres ubicadas en el distrito de El Porvenir representan parte. en ier ía. importante de un sector industrial clave en el desarrollo regional, sin embargo los efluentes que generan son altamente contaminantes porque estos son descargados al ambiente con altos contenidos de materia orgánica, sulfuro, cloruro y cromo trivalente en concentraciones que. In g. alcanzan niveles tóxicos, por lo que se requiere de urgente atención para. de. minimizar su generación e impacto. (Pinedo, 2012:1). a. Como paso previo a la búsqueda de soluciones a estos problemas la. ec. caracterización de aguas residuales es un paso importante en el diseño. ot. de las instalaciones de tratamiento eficaces y es necesaria para evaluar. bli. el rendimiento de las operaciones de cada unidad y procesos. Bi. (Odegaard, 1998:43), sin embargo debido a la variedad de productos químicos añadidos en las diferentes fases del procesamiento de cueros y pieles, las aguas residuales tienen características complejas. (Sreeram. 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(16) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. y Ramasami, 2003:185) y como consecuencia, la caracterización de estas mismas es complicada.. UN T. En general, las aguas residuales de curtiembres son alcalinas, tienen un color marrón oscuro y tienen un alto contenido de sustancias orgánicas. que varían en función de los productos químicos utilizados (Kongjao et. ica. al., 2008:703); contienen sangre, estiércol, proteínas en solución y en. suspensión, grasas animales, pelo y alcalinidad. Además el calcio, el. ím. sulfuro, el sulfato, el cloruro, los ácidos orgánicos e inorgánicos, los. Qu. taninos, y/o el cromo trivalente son las sustancias que normalmente. en ier ía. están presentes en concentraciones muy altas. (Mannucci et al., 2010:1).. Dentro de los problemas que generan las aguas residuales de curtiduría, por lo general, provocan incrustaciones de carbonato de calcio y gran deposición de sólidos en las tuberías de alcantarillado, la presencia de. In g. sulfuros y sulfatos acelera el deterioro de materiales de concreto o cemento, además la vida acuática se ve afectada debido a la. de. disminución del oxígeno disuelto. El tratamiento de estos efluentes y un buen control puede evitar el daño en la estructura del suelo, la. ec. a. disminución de la productividad agrícola y la aceleración de la erosión. bli. ot. (Esparza and Gamboa, 2013:41).. Bi. Para el tratamiento de estos efluentes Lefebvre se centró en la etapa de remojo de curtiduría que se caracteriza por una alta carga orgánica y de alta salinidad, por lo que afirman que el agua residual de remojo debe ser segregado y pre-tratado por separado antes de mezclarse con las 3. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(17) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. aguas residuales de todos los otros flujos mezclados entre sí. (Lefebvre et al, 2006:1492), siendo recomendable aplicar esto a los demás. UN T. procesos de curtiduría.. Enfocándonos en el proceso de pelambre, el sulfuro juega un rol. fundamental en la destrucción del pelo, sin embargo es un elemento. ica. altamente tóxico en medio acuoso principalmente por su carácter. reductor el cual provoca una drástica disminución del oxígeno disuelto. ím. en los cursos de agua; la presencia del sulfuro en el proceso de. Qu. pelambre explica porque este proceso por sí solo es el responsable del 76% de la toxicidad total del efluente. (Suárez, 2012:1). en ier ía. La etapa de pelambre consiste en colocar en contacto productos químicos depilantes con las pieles remojadas en un baño (disolución – suspensión en agua), en fulones (bombos), batanes (molinetas) y/o mezcladores, etc, y a través del efecto mecánico se ayuda a la. In g. eliminación del pelo y la epidermis al rozar unas pieles con otras, o con las paredes del recipiente. Para lo cual se utilizan los siguientes tipos de. de. depilantes.. Na2S (Sulfuro de sodio): Por el elevado pH que otorga a la solución. . ec. a. y su poder reductor.. . Aminas: Se depila bien con su uso, si bien son más caros y sólo se. Bi. bli. ot. usan en casos especiales o cuando los sulfuros crean serios problemas en el tratamiento de aguas residuales de una curtiembre. (Fuquene, 2011:1). Cabe mencionar que los procesos de pelambre y cromado constituyen las dos áreas de mayor preocupación para las agencias reguladoras 4. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(18) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. peruanas: alto nivel de DQO, alto DBO5, alto contenido de sólidos, sulfuros y cromo en solución. Es muy posible que el cambio a un sistema. UN T. más centralizado de producción de wet blue tendría un impacto muy pequeño en el nivel de empleo en la industria de curtiembres peruana. El proceso de curtido para obtener wet blue usa muy poca mano de obra.. ica. Las pequeñas y micro empresas de curtiembres pueden obviar los pasos. altamente contaminantes en la producción (pelambre y curtido al cromo). ím. y seguir generando empleos para las etapas con intensiva mano de obra. Siendo. posible. que. las. áreas. Qu. como son las de recurtido, teñido, engrasado y acabado del proceso. de. pelambre. y. curtido. sean. en ier ía. cuidadosamente mecanizadas utilizando tecnologías limpias, para poder minimizar daños antes descritos.. El año 2013 se realizó una reunión de Empresarios involucrados en las actividades de Curtido con la finalidad de discernir sobre el desarrollo de. vehemencia. In g. las micro y pequeñas empresas de curtiembres en el Perú; con y. decisión. a. enfrentar. las. trabas. burocráticas. y. de. concientizados que el cambio empieza por ellos, los representantes de. a. curtiembres de Arequipa, Lima, Trujillo definieron los objetivos de este. ec. nuevo organismo: promover el desarrollo de las micro y pequeñas. ot. empresas de curtiembres del Perú a través de la adquisición de. bli. maquinarias tecnológicas, alianzas con los gobiernos regionales y. Bi. locales, por ende desarrollar consorcios empresariales, desarrollo de la creación de una planta de tratamiento de aguas residuales y residuos sólidos en cada región. La primera Cámara de Curtiembres del Perú quedo conformada de la siguiente manera: Presidente: Willians Salas 5. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(19) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Portugal (Lima) Vicepresidente: Alejandro Cespedes Zamata (Arequipa) Secretario: Walter Mosquera (Lima) Tesorero: Luis Díaz Vargas (Lima). UN T. Fiscal: Vladimir de la Roca Morán (Trujillo) 1er Vocal: Carlos Guerra. Condo (Arequipa) 2do Vocal: Miguel Vallejo Chávarri (Trujillo). (Valdéz,. ANTECEDENTES:. ím. 1.2.. ica. 2013:32). Qu. Existen muchos procesos que han sido investigados para aguas residuales de curtiembre. Estos incluyen el tratamiento biológico. en ier ía. (aeróbico y anaeróbico), tratamiento físico-químico, intercambio iónico, filtración de membrana, y sistemas electroquímicos. (Lofrano et al., 2013:265) (Kanagaraj et al., 2015:1) (Dixit et al, 2015:39) (Durai and Rajasimman, 2011:1) (Sivaprakasam et al, 2008:15) (Kabir and Ogbeide,. In g. 2009:377) (Genschow et al., 1996:2072) (Costa et al., 2008:616) (Fahim et al., 2006:303) (Frabegoli et al., 2004:345) En muchos casos las aguas. de. residuales de curtiduría, antes de ser tratada anaeróbicamente u aeróbicamente, se somete a un tratamiento previo. Los pre-tratamientos. ec. a. más comunes son de pre-acidificación. (Mannucci et al, 2010:1).. ot. En los pre-tratamientos de acidificación, los cuales buscan la liberación. bli. del sulfuro de hidrógeno y posterior captura (EPA-600, 1979:1); por lo. Bi. general los trabajos se centran en usar ácidos inorgánicos en su mayoría (Juárez, 2005:1) (Schneider, 2004:1) (Abia et al., 2003:213) ; tal es el caso de la siguiente investigación que consiste en la mezcla controlada de efluentes ácidos y básicos en un reactor para la eliminación de 6. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(20) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. H2S(gas), donde el gas sulfhídrico se absorbe en una solución de óxido de calcio en una columna de absorción y el efluente tratado pasa por un. UN T. filtro de arena para retener los sólidos, obteniendo remoción de sulfuros en un 100%. (Valdés D.; 2012).. En el proceso de acidificación, al momento de mantener un pH entre 8-. ica. 8.5 del efluente de pelambre utilizando ácido sulfúrico, se obtiene un. compuesto predominante el ion HS-, el cual en contacto con iones H+. ím. forma ácido sulfhídrico. (Quintus & Ryan, 2003:22). Qu. El H2S liberado durante el proceso de aireación se dirige hacia una columna de absorción o una botella de vidrio para ser absorbido en la. en ier ía. solución de 20 (gL-1) de lechada de cal. La solución de cal posee un pH entre 12-13, en la cual el H2S se disocia en iones HS- y H+. La absorción de gases es ‘‘la operación unitaria que involucra la remoción de uno o más componentes solubles de una mezcla gaseosa. In g. por contacto con un líquido en el cuál se disuelve el componente deseado’’ (Lugo & Bello, 2011); sin embargo no hay investigaciones. de. usando ácidos orgánicos, aun cuando estos presentan ventajas de carácter ambiental debido a su fácil degradación y obtención por. ot. ec. a. procesos biotecnológicos (Yalcin et al, 2010:1374).. bli. De la mano del tipo de ácido a usarse, otro parámetro importante es el. Bi. control del pH (Mijaylova et al 2004:1), incluso la Environmental Protection Agency, realizó un estudio donde muestra que a pH bajos (23) la liberación de sulfuro de hidrógeno es más rápida, facilitando la remoción de este de los efluentes de curtiembre. (EPA-600, 1979:1). 7. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(21) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. La aireación también influye en la remoción de los sulfuros como. UN T. demostró (Mijaylova et al 2004:1), ya que el aire ayuda a homogenizar la. solución y por ende mejora la remoción de sulfuros del medio. En otro. estudio realizado por Anwar et al., se comprobó la remoción de sulfuros. ica. usando aireación sin un catalizador, en este estudio se determinó que la. eficiencia de remoción de los sulfuros aumenta con el incremento de la. ím. tasa de aireación. El estudio también comparó la eficiencia de remoción. Qu. de sulfuros usando varios sistemas de aireación, con lo que se determinó que un sistema con burbujas de aire más pequeñas mejora la. en ier ía. eficiencia de remoción de los sulfuros debido a que existe una mayor área de contacto. (Anwar et al., 1997:36). La presentación de las diferentes tecnologías que pueden ser implementadas en la industria de Curtiembre tiene un fin común, percibir. In g. el aspecto ambiental el cual es parte de un proceso global y la industria se debe preparar para afrontar los retos de ser ambientalmente amigable. a. de. al mismo tiempo que económicamente viable. (Robledo J.; 2014). ec. El objetivo de la presente investigación es evaluar la influencia del pH y. ot. el tiempo de aireación en el porcentaje de remoción de sulfuros de los. bli. efluentes de la etapa de pelambre utilizando ácido fórmico, acético y. Bi. cítrico.. 8 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(22) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 1.3.. MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL. UN T. 1.3.1. Industria del Cuero:. La industria del cuero es tan antigua como la civilización misma, ya que. ica. los primeros asentamientos humanos buscaron la necesidad de contar con pieles para uso como protección contra las condiciones climáticas. ím. en forma de vestimenta o vivienda además también surgió el cuero como. mantiene hasta nuestros días.. Qu. material de lujo o moda (Higham R, 1999:25), esta doble finalidad se. en ier ía. La preservación temporal de los cueros es un problema de importancia práctica, ya que hay que evitar la degradación por bacterias del mismo, sin embargo el proceso de ensalado por lo general no permitía el uso de las pieles como protección (Othmer, K. 2008:1), es por este motivo que. In g. surge el proceso de curtido, el cual es un proceso químico que convierte los pellejos de animales en cuero, designando al término “cuero” como. de. la cubierta corporal de grandes animales como vacas o caballos y “piel” a la cubierta corporal de animales pequeños como ovejas. (McCann, M.,. ec. a. 2001: 1). Alrededor del mundo la industria del cuero presenta la tendencia a. ot. desarrollarse en los países en vías de desarrollo mientras que en los. Bi. bli. países desarrollados tiende a disminuir, esto debido a que los estándares ambientales se han vuelto más estrictos en estos países. (Reich, G. 2005,20:621), siendo el ejemplo más claro la reducción en. 9 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(23) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. EE.UU de 300 curtiembres en la década de los noventa a menos de 90, que existían en el año 2010 (Rivera M., 2010:20).. Región de la Libertad, Lima y Arequipa,. UN T. En el Perú la industria del cuero se ha desarrollado principalmente en la. sin embargo la misma se. encuentra en un estado crítico debido a dos factores claves, la. ica. importación de cueros a un menor precio de países asiáticos y a la. ím. presencia de curtiembres informales a lo largo del país (Miller, S.. Qu. 1999:9).. A partir del año 2004, el Ministerio de la Producción (PRODUCE). en ier ía. promovió la formación de consorcios en el sector de curtiembre, que buscaba la asociación de las empresas para trabajar conjuntamente con la finalidad de lograr su desarrollo. Para el año 2006 existían 12 consorcios formados por productores de calzado del Distrito El Porvenir,. In g. Departamento Trujillo los cuales buscaban trabajar conjuntamente para presentarse a licitaciones del Estado.. de. Según estadísticas publicadas por el Concejo Provincial de Trujillo en el Atlas ambiental de la ciudad de Trujillo (2002), El Porvenir cuenta con. a. 684 manufacturas y 24 curtiembres; Florencia de Mora con 123. ec. manufacturas y 9 curtiembres; mientras que La Esperanza cuenta con. ot. 92 manufacturas y 42 curtiembres; y el propio Trujillo con 299. Bi. bli. manufacturas y 16 curtiembres.. 10 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(24) en ier ía. Qu. ím. ica. UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Fig. 1: Distribución de las Curtiembres en la Provincia de Trujillo Fuente: Atlas Ambiental de Trujillo. La industria del calzado no sólo comprende al distrito El Porvenir,. In g. además aglutinaba a los distritos La Esperanza, Florencia de Mora, y el mismo Trujillo, que también son parte del cluster. Esta industria del. de. calzado está integrada además por los proveedores de materiales, fábricas de suelas, hormas, proveedores de pegamentos, cercos, tacos,. ec. a. entre otros.. 1.3.2. Procesos en la Curtiembre. ot. El curtido, es el proceso de transformación de una piel putrescible en un. Bi. bli. material indestructible, mediante el reforzamiento de la estructura proteica del cuero creando un enlace entre las cadenas de péptidos (McCann, M. 2001: 1), en condiciones normales obedece a leyes químicas, las mismas que regulan cada una de las etapas de producción. 11 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(25) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. y que en condiciones físicas similares darán resultados iguales y medibles (Santiago C. 1999:58).. UN T. El proceso general para el curtido de pieles contempla tres etapas básicas, que son:. ica. 1.3.2.1. Etapa de ribera. La etapa de ribera comprende aquellos procesos que permiten la. ím. eliminación del pelo o lana de la piel. Es la etapa que presenta el. Qu. mayor consumo de agua y su efluente presenta un elevado pH. Devuelve el estado húmedo inicial a aquellas pieles que se. en ier ía. conservaron antes de ser llevadas a la curtiembre; también permite la limpieza y desinfección de éstas antes de comenzar el proceso de pelambre. Este proceso emplea sulfuro de sodio y cal para eliminar la epidermis de la piel además del pelo que la recubre. Antes de. In g. comenzar con la etapa de curtido se procede al descarnado y dividido, donde se separan las grasas y carnazas todavía unidas a la parte. de. interna de la piel. (Gonzales M. & Gonzales E., 2012:49)  Almacenamiento de Pieles: Es el lugar donde se mantiene a la. ec. a. piel fresca recién llegado, bañada de sal para su conservación..  Remojo: Durante esta operación se emplean grandes volúmenes. Bi. bli. ot. de agua que arrastran consigo tierra, cloruros y materia orgánica, así como sangre y estiércol. Entre los compuestos químicos que se emplean están. hidróxido de sodio, el hipoclorito de sodio, los. agentes tensoactivos y las preparaciones enzimáticas. Este proceso se realiza en los botales.. 12 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(26) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación.  Pelambre: Este proceso emplea un gran volumen de agua y la descarga de sus efluentes representa el mayor aporte de carga. UN T. orgánica. Además de la presencia de sulfuro de sodio y cal, el. efluente tiene un elevado pH (11 a 12). Este proceso se realiza en los botales.. ím. clasifican como materiales depilantes:. ica.  Los productos químicos usados en esta etapa de pelambre se. a. Sulfuro de Sodio Na2S. Qu. Es un producto depilante de efecto fuerte que eleva el pH y. b. Aminas. en ier ía. aumenta el hinchamiento al usarse de 1.5 - 2.5 %.. Son productos químicos donde hoy día solamente las aminas alifáticas tienen mayor poder depilatorio, en especial la. In g. dimetilamina (NH(CH3))2. El efecto que éstas tienen en el proceso de pelambre es que aumentan la apertura en la. de. estructura interfibrilar, mejoran el rendimiento en la superficie del cuero y reducen a la mitad o menos la cantidad de sulfuro. a. empleado. Por lo que se recomiendan como sustituyentes. Bi. bli. ot. ec. parciales del sulfuro de sodio, donde estos productos tamponan el pH del sistema, reduciendo el efecto de hinchamiento. Siendo el % de uso del 0.5 al 1.5 %. (EPA. &CIATEC, 2006:24) . Descarnado: Es una operación mecánica que elimina las carnazas y grasas a la piel en estado de tripa; estos residuos. 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(27) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. representan gran porcentaje de humedad, generando restos de carne y recorte de piel.. UN T. Divididora: Los restos de piel que se desechan contienen. . carnazas, grasas, sangre y excrementos que aportan carga orgánica a los residuos de curtiembres. Encargada de adelgazar. ica. el cuero.. ím. 1.3.2.2. Etapa de Curtido. Qu. La etapa de curtido comprende las operaciones y procesos que preparan la piel para ser curtida y transformada en cuero; genera un. en ier ía. efluente con pH bajo al final de la etapa. Los procesos de desencalado, desengrase y purga eliminan la cal, el sulfuro y las grasas contenidas en la piel y limpian los poros de la misma. El consumo de agua no es tan alto como en la etapa de ribera. Los dos. In g. últimos procesos de esta etapa consumen el menor volumen de agua; el piquelado en un medio salino y ácido prepara la piel para el curtido. de. con agentes vegetales o minerales. Al final de esta etapa se tiene el conocido "wetblue", que es clasificado según su grosor y calidad para. a. su proceso de acabado, que es la etapa de recurtido. (Santiago C.;. ec. 1999:61). Bi. bli. ot.  Desencalado: Proceso donde se remueve la cal y el sulfuro de la piel para evitar posibles interferencias en las etapas posteriores del curtido y en el que se emplean volúmenes considerables de agua. Entre los compuestos químicos que se emplean están los ácidos (sulfúrico, clorhídrico, láctico, fórmico, bórico y mezclas), las sales de amonio, el bisulfito de sodio y detergente. 14. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(28) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación.  Piquelado: Proceso en el cual se prepara la piel para la penetración subsecuente del material curtiente. Emplea cloruro de. UN T. sodio que protege la piel de la acción posterior de los ácidos que bajan el pH a niveles de 2,5 a 3. Los ácidos más utilizados son el sulfúrico y el fórmico. Presenta una descarga líquida ácida y de alta. ica. salinidad.. ím.  Curtido: Proceso por el cual se estabiliza el colágeno de la piel mediante agentes curtientes minerales o vegetales, siendo las. Qu. sales de cromo las más utilizadas. Se emplea un gran número de procesos de curtido; algunos efluentes pueden alcanzar niveles. en ier ía. tóxicos pero todos son potencialmente contaminantes y de bajo pH. Los curtidos minerales emplean diferentes tipos de sales de cromo trivalente (Cr3+) en varias proporciones..  Escurrido: Operación mecánica que quita gran parte de la. In g. humedad del “wetblue‟. El volumen de este efluente no es importante pero tiene un potencial contaminante debido al. de. contenido de cromo y bajo pH.. a.  Rebajado: Operación mecánica que torna uniforme el grosor del. ec. cuero y produce un aserrín que contiene cromo trivalente en aquellos cueros que han tenido un curtido mineral. Representa la. Bi. bli. ot. mayor generación de residuos sólidos con alto contenido de humedad..  Recurtido: Proceso que utiliza sales minerales diferentes al cromo y curtientes sintéticos como los sintanos, para volver uniforme al cuero. (Pinedo R., 2012) 15. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(29) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 1.3.2.3. Etapa de acabado La etapa de acabado comprende las operaciones y procesos que dan. UN T. al cuero las características finales que requiere para la confección. diferentes fines. En esta etapa se procede al teñido, suavizado,. ica. pintado y planchado final del producto. (Santiago C.; 1999:71).  Teñido: Para el teñido se emplean tintes con base de anilina.. ím. Estos baños presentan temperatura elevada y color. Se realizan en. Qu. los botales..  Secado: Se pasa el cuero al proceso de secado ya sea al vacío, al. en ier ía. sol o aire..  Recorte de acabado: Esta operación permite darle un aspecto uniforme al cuero. Genera restos de cuero terminado, los que aportan retazos de cuero con contenido de. Cr3+. Para luego. Bi. bli. ot. ec. a. de. In g. obtener el producto final.. 16 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(30) Bi. bli. ot. ec. a. de. In g. en ier ía. Qu. ím. ica. UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Fig. 2: Proceso de Curtiduría Fuente: Galiana V., 2010. 17 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(31) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 1.3.3. Insumos para el Proceso de Pelambre Para la salida de efluentes en la etapa de Pelambre, se requieren la. UN T. entrada de insumos y reactivos los que se muestran en la siguiente tabla en referencia a valores aproximados:. ím. 400 - 800 1.0 – 5.0 3.0 – 6.0 0.5 – 1.0 0.2 – 1.0. en ier ía. Agua para Pelambre Agua para lavado del pelambre Sulfuro de Sodio Cal Apagada Enzimas Aminas. Valores en Curtiembre (%) Según bibliografía (*) 150 – 3 000. Qu. Insumos. ica. Tabla 1: Insumos y Reactivos requeridos en la Etapa de Pelambre. Fuente: Elaboración Propia (*) (Rydin S., 2013). 1.3.4. Efluentes por etapa de Curtiduría. In g. A nivel nacional existen industrias que emiten efluentes contaminantes a los ríos y mares, poniendo en peligro a los animales, plantas y personas. de. que dependen de ellos. Una de las industrias importantes y con mayor carga contaminante es la curtiembre, cuyos efluentes contienen residuos. ec. a. de sulfuros y cromo en varias concentraciones significativas; siendo estos compuestos muy importantes para las etapas de pelambre y. ot. curtido, respectivamente. (Rey de Castro Rosas A.; 2013:97). Bi. bli. Las operaciones y procesos de las curtiembres generan residuos líquidos y sólidos que se distinguen por su elevada carga orgánica y presencia de agentes químicos que pueden tener efectos tóxicos, como es el caso del sulfuro y el cromo mencionados anteriormente. Las 18. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(32) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. variaciones en cuanto al volumen de los residuos y a la concentración de la carga contaminante se presentan de acuerdo a la materia prima. UN T. procesada y a la tecnología empleada. (Salas G., 2005:56). Las operaciones y procesos de mayor importancia por la generación de efluentes y residuos son:. OPERACIONES. pH. DESCRIPCIÓN*. ím. ETAPA DEL CURTIDO. ica. Tabla 2: Efluentes por Etapa de Curtiduría. Qu. Durante esta operación se emplean grandes volúmenes de agua, bactericidas, detergentes que arrastran. tierra,. cloruros. y. materia. en ier ía. orgánica, así como sangre y estiércol. Siendo Neutro, ligeramente posible la generación de un agua residual que acido o contiene sal, sangre, grasa y sólidos. alcalino. de. In g. Remojo. Pelambre. Este proceso emplea un gran volumen de agua además los insumos de sulfuros de sodio y cal apagada ocasionando una descarga de efluentes que representa el mayor aporte de carga orgánica,. 12-14. además con la presencia de sulfuro y cal, el efluente tiene un elevado pH (11 a 12).. Bi. bli. ot. ec. a. RIBERA. consigo. Descarnado. Es una operación mecánica que implica el uso de 7-8. agua, consiguiéndose una descarga de carnazas, retazos de piel y grasas en estado de tripa; estos residuos presentan gran porcentaje de humedad.. 19 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(33) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Proceso donde se emplea compuestos químicos tales como los ácidos (sulfúrico, clorhídrico, láctico, fórmico, bórico y mezclas), enzimas proteolíticas,. 7-9. peróxido de hidrógeno; consiguiéndose un efluente con aguas amoniacales y enzimas.. Qu. ím. Desencalado y Purgado. ica. las sales de amonio, el bisulfito de sodio y el. Para el piquelado se emplea cloruro de sodio que. en ier ía. protege la piel de la acción posterior de los ácidos que bajan el pH a niveles de 2,5 a 3. Los ácidos más utilizados son el sulfúrico y el fórmico. Se presenta una descarga líquida ácida y de alta. CURTIDO. salinidad.. 2-4. para el curtido se emplean. diferentes tipos de sales de cromo trivalente (Cr+3) en varias proporciones. Los curtidos vegetales para la. producción. de. suelas. emplean. extractos. comerciales de taninos. Otros agentes curtientes son los sintanos. Presentándose una descarga líquida ácida y de alta salinidad.. bli. ot. ec. a. de. Piquelado y Curtido. In g. Específicamente. Fuente: Elaboración Propia. Bi. *Valdés U., 2012. 20 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(34) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 1.3.5. Principales contaminantes en los efluentes de Curtiembres 1.3.5.1. Carga Orgánica. UN T. Aproximadamente el 75 % de la carga orgánica (medida en función de. la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y la demanda química de oxígeno (DQO) se produce en la ribera, principalmente en los. ica. procesos de encalado y depilado. Una fuente adicional de DQO / DBO. ím. es el proceso de desengrasado. En este caso, la concentración total. Qu. de DQO/DBO puede alcanzar los 200.000 mg/l. 1.3.5.2. Sólidos Totales. en ier ía. Los sólidos en suspensión se definen como la cantidad de materia insoluble contenida en el agua residual. Están constituidos por: sólidos con una rápida velocidad de sedimentación (pequeñas partículas de cuero, residuos de varios vertidos de reactivos, sólidos. In g. semicoloidales que no sedimentan pero que pueden ser filtrados de las disoluciones y provienen fundamentalmente de la etapa de rivera.. de. 1.3.5.3. Sulfuros. a. Los sulfuros presentes en los efluentes de curtiembres provienen de. ec. la etapa de pelambre donde emplean sulfuro de sodio como agente. ot. depilante.. Bi. bli. 1.3.5.4. Sulfatos La presencia de sulfatos se debe al uso de ácido sulfúrico y a los productos químicos que contienen sulfato sódico empleados durante el proceso. También se puede deber al proceso de oxidación de sulfuro. Los dos principales problemas generados por la presencia de 21. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(35) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. sulfatos son que en condiciones anaerobias se reduce a sulfuro y que, además, aumenta la salinidad de las aguas receptoras. (Bosnic,. UN T. Buljan, & Daniels, 2000:86). 1.3.5.5. Nitrógeno. ica. Diversos compuestos presentes en las aguas contienen nitrógeno. como parte de su estructura química. Los más comunes son el. ím. amonio, utilizado en el desencalado y el nitrógeno contenido en los. Qu. materiales proteínicos provenientes de las operaciones de encalado y pelambre.. en ier ía. El principal problema del nitrógeno en el ambiente es que puede ocasionar eutrofización, debido al exceso de nutrientes en los cuerpos de agua. (Bosnic, Buljan, & Daniels, 2000:88). 1.3.6. Problemas ambientales de los efluentes de Curtiembres. In g. Los problemas ambientales que pueden ocasionar los efluentes de Curtiembre perjudican al medio físico, biológico y social; provocando. de. daños a los ecosistemas, fauna y flora y a la salud de los seres humanos. A continuación se describe los efectos sobre los medios. ec. a. involucrados al momento de generar efluentes y/o emisiones por las. ot. operaciones de las Curtiembres:. Bi. bli. 1.3.6.1. Efectos sobre la calidad del aire Las curtiembres son conocidas por su olor desagradable. Se genera sulfuro de hidrógeno, proveniente de los efluentes de pelambre que contienen sulfuros y por la degradación anaeróbica de los efluentes en los tanques de sedimentación. 22. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(36) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Además hay emisión de amoníaco y vapores de solventes, que no sólo son fuente de mal olor sino que son sustancias nocivas.. UN T. 1.3.6.2. Efectos sobre el alcantarillado. Provocan incrustaciones de carbonato de calcio y gran deposición de. deterioro de materiales de concreto o cemento.. ica. sólidos en las tuberías. La presencia de sulfuros y sulfatos acelera el. ím. 1.3.6.3. Efectos sobre los suelos y los cuerpos de agua. Qu. Si bien un efluente tratado puede ser beneficioso para la irrigación agrícola, debe ser muy bien controlado para evitar el daño en la. en ier ía. estructura del suelo, la disminución de la productividad agrícola y la aceleración de la erosión. La contaminación de los cuerpos de agua disminuye el valor de su uso para bebida o con fines agrícolas e industriales y, sobretodo, afecta la vida acuática por disminución del. In g. oxígeno disuelto. En el caso de las aguas subterráneas, el problema es más serio, porque su autodepuración es lenta. Es causa de. de. salinidad en las aguas subterráneas debido a la alta concentración de. a. cloruros. (Zárate M., 1993:41). ec. 1.3.7. Tecnologías de Tratamiento de Efluentes. ot. 1.3.7.1. Recuperación de sulfuros a partir de la adición de FeCl3. Bi. bli. El sistema para la recuperación de hidrógeno sulfuro de sodio (NaHS) a partir de los efluentes de pelambre, ricos en sulfuros y sulfatos implica la adición de cloruro férrico (FeCl3) al efluente filtrado proveniente de la etapa de pelambre, con lo cual se logra la precipitación de los sulfuros presentes en la solución; luego el 23. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(37) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. clarificado se separa con el fin de trabajar sólo con la solución concentrada en sulfuros y posteriormente se procede a agregar ácido. UN T. sulfúrico (H2SO4) con el objetivo de producir ácido sulfhídrico (H2S), el cual será arrastrado por vacío a trampas de sosa, donde se recuperará el NaHS. (Mendez R., 2007:28). ica. 1.3.7.2. Oxidación catalítica de los sulfuros de los efluentes de pelambre. ím. Una de las tecnologías más utilizadas para el tratamiento de efluentes. Qu. de pelambre como es la oxidación catalítica de sulfuros. La oxidación catalítica se realiza en un medio con exceso de oxígeno procedente del. en ier ía. aire), en presencia de un catalizador (MnSO4, 100 mg/l), oxidando de esta manera los sulfuros a sulfatos. (Mendez R., 2007) 1.3.7.3. Recuperación de sulfuros de los efluentes mediante variación de pH. In g. El efluente segregado se bombea a un reactor de 3 m 3 de plástico reforzado con fibra (FRP) y completamente sellado. El reactor se agita. de. mediante la introducción de aire comprimido a través de un difusor ubicado en el fondo del reactor. Se adiciona luego ácido sulfúrico para. ec. a. disminuir el pH de la disolución, lo que provoca la generación de ácido sulfhídrico gaseoso (H2S). Los gases se extraen del reactor y se. ot. introducen en una torre de absorción, donde son lavados en. Bi. bli. contracorriente con una disolución de sosa cáustica (NaOH). La reacción entre H2S y NaOH provoca la formación de hidrógeno sulfuro de sodio (NaHS), que puede ser utilizado nuevamente en la etapa de pelambre. En la Figura se presenta la configuración del sistema de recuperación de sulfuros de los efluentes de pelambre. 24. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(38) ím. ica. UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Qu. Fig. 3: Diagrama de flujo del sistema de recuperación de sulfuros Fuente: (Mendez R., 2007). en ier ía. 1.3.7.4. Coagulación-Floculación. La coagulación se define como “la desestabilización de los coloides por la neutralización de las fuerzas que los mantienen separados“(United Nations Industrial Development Organization, 2011). Los sólidos. In g. insolubles no precipitan debido a que poseen cargas iónicas iguales que se repelen entre sí y por tanto las mantienen en movimiento constante. de. (Artiga, 2005:26).. a. Para eliminar las partículas coloidales se utiliza el proceso conocido. ec. como coagulación/ floculación. La coagulación es la “adición de un. ot. mezclado rápido de un coagulante para neutralizar cargas y colapsar las partículas coloidales para que puedan aglomerarse y sedimentarse”. Bi. bli. (Espíndola & Fernández, 1995:10).. 25 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(39) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 1.4.. PROBLEMA ¿Cómo influye el pH y el tiempo de aireación en la remoción de sulfuros. UN T. en efluentes provenientes de la etapa de pelambre utilizando ácido fórmico, acético y cítrico? HIPÓTESIS. ica. 1.5.. Los efluentes de la etapa de pelambre se caracterizan por su elevada. ím. alcalinidad (12-13); por lo cual el sulfuro remanente se encuentra en. Qu. forma de sales, como sulfuro de sodio. En la presente investigación es de esperarse que a pH ácidos, el sulfuro de sodio reaccione con los. en ier ía. iones hidronio H+ y se forme el sulfuro de hidrógeno gaseoso, el cual fácilmente podría ser removido en un tiempo adecuado de aireación.. 1.6.. OBJETIVOS. In g. Objetivo general:. Determinar la influencia del pH y tiempo de aireación en la remoción. . de. de sulfuros en efluentes provenientes de la etapa de pelambre. a. utilizando ácido fórmico, acético y cítrico.. ec. Objetivos específicos: Diseñar y construir un reactor de 3 litros a escala de laboratorio.. ot. . Bi. bli. . . Determinar y evaluar el ácido orgánico que remueva el mayor. porcentaje de sulfuros de los efluentes de pelambre. Determinar y evaluar el pH y tiempo de aireación con el ácido que genere el mayor porcentaje de remoción de sulfuros para los efluentes de pelambre. 26. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(40) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 1.7.. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA. UN T. En nuestro país, en los últimos años existe una mayor preocupación por el tratamiento de los efluentes urbanos e industriales, ya que estos. generan problemas en las plantas de tratamiento municipales y por. ica. consecuencia en el medio ambiente.. Una de las actividades que genera preocupación en nuestra región son. ím. las curtiembres que aunque generan un gran impacto económico y. Qu. productivo, también contribuyen a la elevada carga contaminante de los efluentes de nuestra ciudad, dentro de esta actividad uno de los. en ier ía. procesos con alto grado de carga tóxica es el pelambre debido a la presencia de sulfuros, 76 % del total del efluente (Suárez, 2012:1), carga contaminante que sobrepasa los valores máximos admisibles de las descargas de aguas residuales no domésticas en el sistema de. In g. alcantarillado sanitario (D.S.N°21-2009-VIVIENDA.). El problema se agrava ya que más del 80% de las curtiembres se. de. encuentra en zonas urbanas, además ninguna de las curtiembres da. a. algún tipo de tratamiento a sus aguas residuales, trayendo consigo el. ec. deterioro del sistema de alcantarillado debido a la generación de ácido. ot. sulfhídrico por lo que es necesario buscar alternativas de solución a la reducción de la concentración de sulfuros de estos efluentes mediante. Bi. bli. técnicas efectivas, y amigables con el medio ambiente, siendo una de estas el uso de ácidos orgánicos (fórmico, acético y cítrico) para remoción de los sulfuros.. 27 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(41) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. CAPITULO II. 2.1.. MATERIAL, REACTIVOS, EQUIPOS E INSTRUMENTOS. 2.1.1. Materiales. UN T. MATERIALES Y MÉTODOS. ica. Tabla 3: Relación de materiales utilizados en la investigación Materiales. 3 Pizetas de 250 ml. 2 Tapones de jebe. 10 Celdas de vidrio 5 Vasos de precipitación de 250 ml 5 Crisoles de evaporación de porcelana 5 Embudos de vidrio. en ier ía. Tubos de vidrio para empalmes de 1 cm de diámetro Mangueras de plástico para conexiones 1 Difusor de aire. Qu. 1 Soporte de fierro. ím. 2 Damajuanas de 4 lts.. 1 Probeta de 100 ml. 2 Frascos Lavadores de gases. 1 Probeta de 500 ml. 3 Barras de silicona. 1 Fiola de 250 ml. 2 Baldes de 20 lts 2 Baldes de 4 lts. In g. Malla de acero N° 60. 1 Fiola de 50 ml 4 Fiolas de 10 ml 5 Pipetas graduadas de 10 ml. 2 Peras de goma. 3 Pipetas graduadas de 5 ml. 1 Espátula. 10 Pipetas graduadas de 1 ml 2 Detergentes de 250 g 25 Tubos de ensayo de vidrio de 13x100 mm Jabón Líquido de 750 ml 3 Escobillas para lavar Bolsas Plásticas. Bi. bli. ot. ec. a. de. 2 Mascarillas 3 M 4 Cartuchos para gases ácidos y vapores orgánicos 1 Caja de guantes Caja de papel filtro de Filtración media 2 Gradillas de plástico. 28 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(42) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 2.1.2. Reactivos Tabla 4: Relación de reactivos empleados durante la investigación. UN T. Reactivos. en ier ía. Qu. ím. ica. Agua Destilada Alcohol etílico de 96° comercial N,N-Dimetil-p-fenilendiamina oxalato Ácido sulfúrico 98% grado grado reactivo reactivo Cloruro de Bario dihidratado Ácido Cítrico Comercial grado reactivo Sulfato de plata, Ag2SO4 grado Ácido Fórmico Comercial reactivo Dicromato de Potasio, K2Cr2O7 Ácido Acético Comercial grado reactivo Ácido Acético, CH3COOH Hidróxido de Sodio Comercial grado reactivo Fosfato ácido de Antiespumante LIPESA 9305 Amonio,(NH4)2HPO4 grado reactivo Acetato de Sodio Trihidratado, Cloruro Férrico Hexahidratado, FeCl3. CH3COONa.3H2O grado 6H2O grado reactivo reactivo. 2.1.3. Equipos e Instrumentos. Tabla 5: Relación de Equipos e instrumentos utilizados en la investigación. In g. Instrumental de laboratorio y análisis. Estufa Eléctrica con capacidad de calentamiento hasta 300°C marca FISHER SCIENTIFIC Balanza Analítica de 4 decimales marca RADWAG.. MÉTODOS Y TÉCNICAS. ec. 2.2.. a. de. Fotómetro Visible NANOCOLOR 400D (Macherey-Nagel) Digestor en Bloque Automático para análisis de DQO. (MachereyNagel). ot. 2.2.1. Material de Estudio. bli. Como material de estudio se usó el efluente generado durante la etapa. Bi. de pelambre de la Curtiembre Ecológica Del Norte, curtiembre ubicada en Mz.C02 Lote 05 del Parque Industrial, distrito La Esperanza, provincia de La Libertad, Perú. (Anexo I: Ubicación De La Curtiembre Ecológica. Del Norte) 29 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(43) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 2.2.2. Metodología de Estudio 2.2.2.1.. Construcción del reactor. UN T. Se construyó un reactor de 3 litros (Fig. 4), el cual cuenta con tres orificios en la parte superior para adición del ácido orgánico, entrada. de aire y salida del gas, asimismo consta de un orificio en la parte. ica. inferior para la salida del lodo. El reactor se conectó a dos lavadores. a. de. In g. en ier ía. Qu. ím. de gases que contienen una solución de NaOH al 20%.. Bi. bli. ot. ec. Fig. 4: Reactor empleado para el tratamiento del efluente de la etapa de pelambre de la curtiembre Ecológica del Norte. 30 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.