ELECTROCOAGULACIÓN ELECTROFLOTACIÓN

FT-AVA-002

FICHAS TEacuteCNICAS DE PROCESOS UNITARIOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES LIacuteQUIDOS DE LA INDUSTRIA TEXTIL

ELECTROCOAGULACIOacuteN ELECTROFLOTACIOacuteN

SERIE TRATAMIENTOS SECUNDARIOS

TIacuteTULO ELECTROCOAGULACIOacuteN

ELECTROFLOTACIOacuteN (FT-AVA-002) Fecha de elaboracioacuten Febrero de 2015

Revisioacuten vigente

ELECTROCOAGULACIOacuteN -

ELECTROFLOTACIOacuteN FT-AVA-002

ELECTROCOAGULACIOacuteN-ELECTROFLOTACIOacuteN (FT-AVA-002)

Fecha Febrero 2015

Autores Joaquiacuten Suaacuterez Loacutepez

Alfredo Jaacutecome Burgos

Pablo Ures Rodriacuteguez

Revisado Modificaciones

Fecha

Modificado por

Objeto da modificacioacuten

ELECTROFLOCULACIOacuteN

ELECTROFLOTACIOacuteN FT-AVA-002 Paacuteg 1 de 24

IacuteNDICE

1- INTRODUCCIOacuteN 2- FUNDAMENTOS DE LOS PROCESOS

21- Reacciones electroquiacutemicas 22- Reacciones presentes en el proceso de electrocoagulacioacuten 23- Disentildeo de una celda de electrocoagulacioacuten 24- Tipologiacutea de reactores

3- CONSIDERACIONES TEacuteCNICAS PARTICULARES 4- ESPECIFICACIONES EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA INDUSTRIA TEXTIL BIBLIOGRAFIacuteA ANEXO 1- COMPARATIVA DE CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO ANEXO 2- ESTIMACIOacuteN DE SUPERFICIES NECESARIAS ANEXO 3- DESCRIPCIOacuteN GRAacuteFICA DE UNIDADES DE PROCESO



1- INTRODUCCIOacuteN La utilizacioacuten de procesos electroquiacutemicos para el tratamiento de aguas residuales estaacute adquiriendo cada diacutea maacutes importancia por su versatilidad reducido tamantildeo y capacidad de automatizacioacuten La utilizacioacuten de electricidad para tratar aguas residuales tiene una larga tradicioacuten siendo utilizada por primera vez en Inglaterra en 1889 La utilizacioacuten de procesos electroliacuteticos en la recuperacioacuten de metales fue patentada por Elmore en 1904 y el proceso de electrocoagulacioacuten (EC) con aluminio y hierro fue patentado en Estados Unidos en 1909 La primera utilizacioacuten a gran escala de la EC para el tratamiento de aguas potables fue en 1946 Dado al relativo alto coste de las instalaciones y el alto consumo en energiacutea eleacutectrica estas tecnologiacuteas no tuvieron una buena aceptacioacuten en esa eacutepoca no obstante distintos paiacuteses como Estados Unidos o en la antigua Unioacuten sovieacutetica continuaron con las investigaciones durante los siguientes antildeos lo que permitioacute acumular una gran experiencia y conocimiento sobre estos procesos La promulgacioacuten de normativas cada vez maacutes estrictas respecto a liacutemites vertido de distintas sustancias en las aguas residuales asiacute como la mejora en los estaacutendares de calidad del agua potable han hecho que las procesos electroquiacutemicos ganen cada vez maacutes importancia en las uacuteltimas dos deacutecadas Hoy en diacutea los procesos electroquiacutemicos han alcanzado un estado en el cual no son solamente comparables desde el punto de vista econoacutemico con otros procesos sino que tambieacuten son maacutes eficientes compactos y automatizables Los procesos electroquiacutemicos utilizados en el tratamiento de aguas utilizan electricidad para producir una reaccioacuten quiacutemica destinada a la eliminacioacuten o destruccioacuten del contaminante presente en el agua Baacutesicamente el sistema electroquiacutemico estaacute formado por un aacutenodo donde se produce la oxidacioacuten un caacutetodo donde tiene lugar la reduccioacuten y una fuente de corriente continua encargada de suministrar la electricidad Los paraacutemetros claves a la hora de aplicar un proceso electroliacutetico son el disentildeo del reactor la naturaleza de los electrodos y la diferencia de potencial yo corriente de trabajo El proceso de electrocoagulacioacuten es muy similar a un tratamiento quiacutemico tiacutepico de coagulacioacuten pero utilizando energiacutea eleacutectrica Ambos procesos tienen por objetivo la desestabilizacioacuten de los coloides contenidos en un agua y se diferencian en el modo de adicioacuten del reactivo en coagulacioacuten convencional el reactivo se antildeade como sal y en electrocoagulacioacuten se genera a partir de un metal En las teacutecnicas de electrocoagulacioacuten y electrofloculacioacuten se adicionan iones metaacutelicos coagulantes directamente desde electrodo de sacrificio Estos iones permiten que los contaminantes se aglomeren de la misma forma que si se adicionara un producto quiacutemico como el sulfato de aluminio el cloruro feacuterrico etc La adicioacuten electroliacutetica de los iones metaacutelicos tiene una gran ventaja con respecto a la adicioacuten de los quiacutemicos no aumenta el nuacutemero de sales en el agua a tratar y produce la mitad o una tercera parte de lodos En la electrofloculacioacuten se favorece tambieacuten la eliminacioacuten de los contaminantes debido a que son arrastrados por las burbujas de gas que se generan en el sistema (H2 y O2) por lo que tienden a flotar en la superficie Para tener mejores rendimientos es necesario instalar un sistema que garantice la recogida de la espuma que flota (de forma similar a los sistemas FAD) Mediante la electrocoagulacioacuten se consigue eliminar materia orgaacutenica reduciendo DQO y DBO5 eliminacioacuten de metales pesados por los procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten eliminacioacuten de soacutelidos en suspensioacuten y coloides eliminacioacuten de dureza del agua mediante precipitacioacuten de cationes calcio y magnesio y desinfeccioacuten de bacterias virus y paraacutesitos Relacionados con la electroquiacutemica se pueden diferenciar los siguientes procesos de tratamiento

Electrodeposicioacuten Que es efectiva para recuperar metales pesados de flujos de aguas residuales

119872119872119872119872+ + 119872119872119899119899 rarr 119872119872 Los mayores progresos en estos procesos se han realizado en la teacutecnica de recuperacioacuten del metal depositado asiacute como mejoras en la eficiencia de la corriente es decir metal depositado por unidad de corriente Como caacutetodo se puede utilizar un caacutetodo del mismo metal a recuperar o grafito Electrocoagulacioacuten Que ha tenido uso en la produccioacuten de agua potable y el tratamiento de aguas residuales Los aacutenodos empleados se llaman aacutenodos de sacrificio ya que se consumen en el proceso En el caacutetodo se produce hidroacutegeno a partir de los protones eacuteste se libera como pequentildeas burbujas que suben a la superficie Este hidrogeno generado puede ayudar a que las partiacuteculas floculadas floten en la superficie recogieacutendose de eacutesta con rasquetas superficiales



Se trata de buscar maacutes aplicaciones usando electrodos de aluminio hierro o el hiacutebrido Al+3 Fe+2

119860119860119860119860 minus 3119899119899 rarr 1198601198601198601198603+

119865119865119899119899 minus 3119899119899 rarr 1198651198651198991198993+ Una de las principales ventajas de la electrocoagulacioacuten respecto a la coagulacioacuten claacutesica es la mayor eficiencia de los cationes nacientes de aluminio y hierro generados frente a los provenientes de productos quiacutemicos tradicionales como sulfato de aluminio o hierro Electroflotacioacuten El proceso de electroflotacioacuten (EF) es un proceso simple por el cual los contaminantes flotan en la superficie del agua adsorbidos sobre las pequentildeas burbujas de hidroacutegeno y oxiacutegeno generadas respectivamente en el caacutetodo y en el aacutenodo en el proceso de descomposicioacuten electroliacutetica del agua La eficiencia del proceso de flotacioacuten estaacute fundamentalmente determinada por el tamantildeo de las burbujas generadas son preferibles las burbujas pequentildeas ya que proporcionan una mayor superficie de contacto para la adsorcioacuten de las partiacuteculas a eliminar Esta una de las principales ventajas del proceso de EF respecto a otros procesos de flotacioacuten claacutesicos como DAF (ldquodissolved air flotationrdquo) El 90 de las burbujas generadas en EF tienen un tamantildeo entre 15 y 45 microm mientras que en el proceso DAF el tamantildeo oscila normalmente entre 50 y 70 microm Electrooxidacioacuten Es una teacutecnica que se usa en el tratamiento de aguas residuales en combinacioacuten con otras tecnologiacuteas es efectiva en la degradacioacuten de contaminantes difiacuteciles sobre la superficie de algunos electrodos Electrodesinfeccioacuten En este tipo de reaccioacuten es similar a la oxidacioacuten indirecta en el aacutenodo se genera cloro gas por la oxidacioacuten de los iones cloruros que disueltos en el agua genera el par hipocloritohipocloroso La mayor parte de las aguas contienen suficiente cantidad de iones cloruro para lograr la desinfeccioacuten

Los tratamientos basados en electrofloculacioacuten y electrocoagulacioacuten presentan las siguientes ventajas generales

bull Tratamiento de muacuteltiples contaminantes bull Tiende a llevar las aguas tratadas cerca de un pH neutro bull Precipita metales pesados como el Cromo VI que necesitariacutea tratamientos diferentes a los otros metales bull La conductividad y sales favorecen el proceso de depuracioacuten sin aumentarla disminuyendo en el agua tratada

final bull Higieniza y desinfecta de patoacutegenos el vertido final debido a la formacioacuten de hipoclorito in situ bull Eliminacioacuten de color y olor bull Eliminacioacuten de incrustaciones bull Requiere de equipos simples y de faacutecil operacioacuten bull Arranque instantaacuteneo del proceso de tratamiento bull No se requieren productos quiacutemicos Elimina requerimientos de almacenamiento y uso de productos quiacutemicos bull Bajo coste de instalacioacuten y montaje bull Posibilidad de un disentildeo modular y de realizar ampliaciones bull No se requiere obra civil bull Se puede lograr un muy alto grado de automatizacioacuten bull Necesario poco espacio bull Bajo coste de explotacioacuten Costes de operacioacuten entre un 50-60 maacutes bajos en comparacioacuten a los fiacutesico-quiacutemicos

tradicionales bull Baja generacioacuten de lodos Genera un 90 menos de lodos en comparacioacuten con el fiacutesico-quiacutemico tradicional y son

faacuteciles de filtrar Maacutes compactos bull Genera lodos inertes e higienizados siendo aptos para compostaje

Desventajas

bull Es necesario reponer los electrodos de sacrificio bull Los lodos contienen altas concentraciones de hierro y aluminio dependiendo del material del electrodo de

sacrificio utilizado bull Puede ser un tratamiento costoso en regiones en las cuales el costo de la energiacutea eleacutectrica sea alto bull El oacutexido formado en el aacutenodo puede en muchos casos formar una capa que impide el paso de la corriente

eleacutectrica disminuyendo de esta forma la eficiencia del proceso bull En el caso de la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos si hay presencia tambieacuten de cloruros es posible la

formacioacuten de compuestos oacutergano-clorados toacutexicos



2- FUNDAMENTOS DE LOS PROCESOS En general se conoce como Electroquiacutemica a la ciencia que trata de los movimientos de cargas normalmente iones en una fase y de la transferencia de cargas normalmente electrones de una fase a otra Para lograr este movimiento o esta transferencia se utiliza un campo eleacutectrico que se crea mediante la aplicacioacuten de una diferencia de potencial entre dos fases conductoras (normalmente metales) que constituyen lo que se conoce como electrodos En el seno de una fase por ejemplo una disolucioacuten se produce un movimiento de iones yendo los aniones partiacuteculas cargadas negativamente hacia la zona de potencial maacutes positivo de la fase y los cationes partiacuteculas cargadas positivamente hacia la zona de potencial maacutes negativo Este tipo de movimiento dota a la fase en la que estaacuten presentes los iones de una propiedad denominada conductividad Puede haber tambieacuten y causada por la aparicioacuten de un campo eleacutectrico entre un electrodo y otra fase normalmente una disolucioacuten una transferencia de electrones del electrodo a la disolucioacuten o viceversa En esta transferencia se produce una reaccioacuten quiacutemica es decir se produce la transformacioacuten de un producto en otro Es esta uacuteltima propiedad en la que se basan la mayoriacutea de las aplicaciones de la electroquiacutemica en el tratamiento de aguas En los electrodos se producen una serie de reacciones que proporcionan iones tanto positivos como negativos El aacutenodo provee iones metaacutelicos a este electrodo se le conoce como electrodo de sacrificio ya que la placa metaacutelica que lo conforma se disuelve mientras la placa que forma el caacutetodo permanece sin disolverse 21- Reacciones electroquiacutemicas Las reacciones electroquiacutemicas son las de reduccioacuten-oxidacioacuten conocidas como redox las cuales se basan en transferencia de electrones entre un conjunto de especies quiacutemicas en las cuales se presentaraacute una especie oxidante y una reductora que a su vez alcanzaraacuten una forma reducida y una forma oxidada respectivamente Seguacuten lo anterior para que se lleve a cabo este tipo de reacciones debe haber una especie que ceda sus electrones y otra que los acepte El reductor es la especie quiacutemica que tiende a ceder electrones de su estructura quiacutemica al medio quedando con carga mayor a la que teniacutea mientras el oxidante es la especie que tiende a captar esos electrones quedando con carga menor Una reaccioacuten electroquiacutemica presentada la siguiente ecuacioacuten general

119874119874 + 119872119872119899119899minus harr 119877119877 En donde

O es la especie oxidada R es la parte reducida ne- es el nuacutemero de electrones transferidos por mol

Cuando la especie reductora cede sus electrones se convierte en una especie oxidada mientras la que capta los electrones se convierte en una especie reducida La mayoriacutea de los compuestos inorgaacutenicos cuando se disuelven en agua o en otros liacutequidos se ionizan es decir sus moleacuteculas son disociadas en componentes cargados positiva y negativamente lo cual tiene la propiedad de conducir una corriente eleacutectrica Si en una solucioacuten de un electrolito o un compuesto ionizable se instalan un par de electrodos y se conecta entre ellos una fuente de corriente directa se conecta entre ellos los iones positivos se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos hacia los positivos (oxidarse o reducirse) y se transforman en moleacuteculas o aacutetomos Por lo tanto en las reacciones electroquiacutemicas se da baacutesicamente un intercambio entre los electrones de los electrodos y los iones o moleacuteculas de la solucioacuten mediante la aplicacioacuten de una diferencia de potencial que genera una corriente donde los electrones fluyen desde el punto maacutes negativo hasta el maacutes positivo Este tipo de reacciones se clasifican seguacuten el lugar donde ocurran ya sea en el seno de la solucioacuten que son las llamadas homogeacuteneas o en la superficie del electrodo llamadas heterogeacuteneas (Hurley y Masterton 1997 Rajeshwar 1997) Para que las reacciones electroquiacutemicas se lleven a cabo inevitablemente ocurriraacute la polarizacioacuten de los electrodos la cual es definida como la desviacioacuten del potencial aplicado respecto al potencial de equilibrio por el paso de corriente Este cambio de potencial es conocido como ldquosobre potencialrdquo el cual puede ser controlado aumentando la conductividad de la solucioacuten el aacuterea efectiva de los electrodos o la distancia entre ellos (Hurley y Masterton 1997)



Los dos procesos maacutes importantes que rigen el comportamiento de este tipo de reacciones son (Hurley y Masterton 1997 Rajeshwar 1997)

bull Transporte de masa es el movimiento de masa desde la solucioacuten a la superficie del electrodo debido a diferencias en el potencial eleacutectrico (migracioacuten) quiacutemico (difusioacuten) y por el movimiento global del liacutequido

bull Transferencia de electrones existe una contribucioacuten de cada densidad de corriente parcial (anoacutedica y catoacutedica) a la densidad de corriente total esta corriente de intercambio junto al sobre potencial afecta la velocidad de la reaccioacuten pues a mayor corriente circulando mayor seraacute la velocidad de reaccioacuten

22- Reacciones presentes en el proceso de electrocoagulacioacuten En una celda simple de electrocoagulacioacuten donde solo hay un aacutenodo y un caacutetodo los cuales estaacuten hechos de un metal M se presentan en general las siguientes reacciones electroquiacutemicas (Mollah et al 2004)

bull En el aacutenodo se presentan las siguientes reacciones de oxidacioacuten

M(s) rarrMn+(aq)+ne-

2H2O(l) rarr 4H+(aq)+O2(g)+4e-

bull En el caacutetodo se producen las siguientes reacciones de reduccioacuten

M(aq)n+ + ne- rarr M(S)

2H2O(I) + 2e- rarr H2(g) + 2OH-

En el caso de que los electrodos sean de aluminio la disolucioacuten del aacutenodo produce especies como Al3+ Al(OH)2+ los cuales producen espontaacuteneamente los respectivos hidroacutexido o polihidroacutexidos estos dependen del pH de la solucioacuten ioacutenica (Mollah et al 2001) Los hidroacutexidos y polihidroacutexidos formados en estas reacciones electroquiacutemicas tienen una gran afinidad por partiacuteculas dispersas e iones lo que permite la coagulacioacuten (Mollah et al 2004)

A continuacioacuten se muestra el mecanismo general (Mollah et al 2004) En el aacutenodo

Al rarr Al3+(aq)+3e- Al3+(aq)+3H2O rarr Al(OH)3 + 3H+(aq) nAl(OH)3 rarr Aln(OH)3rx

En el caacutetodo

3H2O + 3e- rarr 3H2 + 3OH- Los iones Al+3 en combinacioacuten con los OHndash reaccionan para formar algunas especies monomeacutericas como Al(OH)2 +Al2(OH)2 + Al(OH)2+ y otras polimeacutericas tales como Al6(OH)15

3+ Al7(OH)174+ Al8(OH)20

4+ Al13O4(OH)247+ y Al13(OH)34

5+ que por procesos de precipitacioacuten forman el Al(OH)3(s) como se muestra en la reaccioacuten de aacutenodo El Al(OH)3(s) es una sustancia amorfa de caraacutecter gelatinoso que expone una gran aacuterea superficial con propiedades absorbentes y que es propicia para los procesos de adsorcioacuten y atraccioacuten de las partiacuteculas contaminantes Si los electrodos son de hierro se espera la formacioacuten de Fe(OH)n y polihidroacutexidos como Fe(H2O)5

3+ Fe(H2O)5(OH)2+ Fe(H2O)4(OH)2+ Fe(H2O)3(OH)2

4+ Fe(H2O)5(OH)44+

A continuacioacuten se presenta el mecanismo general de reaccioacuten cuando los electrodos son de hierro y n=3 (Mollah et al 2004) En el aacutenodo



4Fe(s) rarr 4Fe2+(aq) + 8e- 4Fe2+(aq) + 10H2O(I) + O2 rarr 4Fe(OH)3(s)+8H+(aq)

En el caacutetodo

8H+(aq) + 8e- rarr 4H2(g) 4Fe(s) + 10H2O(I) + O2(g) rarr 4Fe(OH)3(s) + 4H2(g)

Formacioacuten de hidroacutexido ferroso En el aacutenodo se dan las reacciones

Fe(s) rarr Fe + 2(ac)+ 2e- Fe+2(ac) + 2OH-(ac) rarr Fe (OH)2(s)

En el caacutetodo

2H2O(l) + 2e- rarr H2(g) + 2OH-(ac) La reaccioacuten global seriacutea

Fe(s) + 2H2O(l) rarr Fe(OH)2(s) + H2(g)

Despueacutes de la formacioacuten de los hidroacutexidos de hierro los coloides se aglomeran especialmente aquellos con carga negativa y posteriormente otras partiacuteculas de contaminantes interactuacutean con estos aglomerados siendo removidos por formacioacuten de complejos o atracciones electrostaacuteticas Una solucioacuten coloidal es una dispersioacuten de un sistema fiacutesico compuesto por una fase continua (fluida) y una fase dispersa en forma de partiacuteculas (generalmente soacutelidas) de tamantildeo intermedio entre microscoacutepicas y macroscoacutepicas pues no se pueden observar a simple vista pero tienen un tamantildeo mayor que las moleacuteculas (Zumdahl y Zumdahl 2000) Esta dispersioacuten de partiacuteculas suelen tener una carga negativa cuando se encuentran en soluciones acuosas esto se debe a que si dos fases de diferente constitucioacuten quiacutemica entran en contacto se desarrolla una diferencia de potencial eleacutectrico entre las dos fases esto conlleva a que haya una separacioacuten de cargas en donde las cargas negativas estaacuten hacia el lado del coloide y las cargas positivas hacia el lado de la interfase y es estable debido a las fuerzas de repulsioacuten que se dan como consecuencia de las interacciones electrostaacuteticas entre coloides vecinos (Zumdahl y Zumdahl 2000) Los iones producidos cumplen la funcioacuten de desestabilizar las cargas que poseen las partiacuteculas contaminantes presentes en el agua Cuando estas cargas se han neutralizado los sistemas que mantienen las partiacuteculas en suspensioacuten desaparecen permitiendo la formacioacuten de agregados de los contaminantes e iniciando asiacute el proceso de coagulacioacuten Los iones que proveen los electrodos desencadenan un proceso de eliminacioacuten de contaminantes que se puede dar por dos viacuteas la primera por reacciones quiacutemicas y precipitacioacuten y la segunda procesos fiacutesicos de agregacioacuten de coloides que dependiendo de su densidad pueden flotar o precipitar Las reacciones maacutes importantes que pueden sufrir las partiacuteculas de contaminantes son hidroacutelisis electroacutelisis reacciones de ionizacioacuten y formacioacuten de radicales libres Estas reacciones cambian las propiedades del sistema agua- contaminantes que conlleva a la eliminacioacuten de la carga contaminante del agua De acuerdo con la ley de Faraday que rige el proceso de electrocoagulacioacuten la cantidad de sustancias formadas en un electrodo es proporcional a la cantidad de cargas que pasan a traveacutes del sistema y el nuacutemero total de moles de sustancia formada en un electrodo estaacute relacionado estequiomeacutetricamente con la cantidad de electricidad puesta en el sistema Seguacuten es expuesto por Mohllah se considera que en el proceso de electrocoagulacioacuten intervienen tres etapas inicialmente se forma el coagulante por oxidacioacuten electroliacutetica del metal del aacutenodo luego se da la desestabilizacioacuten de los



contaminantes y emulsiones y finalmente se produce la formacioacuten de floacuteculos por agregacioacuten de partiacuteculas del contaminante o adsorcioacuten de eacutestas en el coagulante En la electrocoagulacioacuten el agua es hidrolizada produciendo burbujas de oxiacutegeno en el aacutenodo y de hidrogeno en el caacutetodo Estas burbujas ayudan a que los floacuteculos con el contaminante vayan a la superficie para una faacutecil separacioacuten (Mollah et al 2004) 23- Disentildeo de una celda de electrocoagulacioacuten Para el disentildeo de una celda de electrocoagulacioacuten se deben tener en cuenta los siguientes aspectos (Mollah 2001 Mollah 2004 Holt 2005 Zumdahl 2000 Rajeshwar 1997)

bull Tipo de operacioacuten batch o continuo bull La acumulacioacuten de burbujas de O2 y H2 en los electrodos debe ser minimizada ya que estas incrementan la

resistencia necesitaacutendose maacutes energiacutea bull La transferencia de masa entre los electrodos debe ser oacuteptima y para esto se debe garantizar flujo dentro del

reactor bull La conductividad de la solucioacuten y el electrolito bull Material de los electrodos bull La distancia entre electrodos bull La geometriacutea del electrodo bull Geometriacutea del reactor influye en la formacioacuten de los floacuteculos el movimiento de las burbujas y el reacutegimen de flujo bull Densidad de corriente depende del contaminante que se desea remover y de la escala a la cual se realizaraacute el

montaje Determina la dosificacioacuten del metal a la solucioacuten y la densidad de produccioacuten de burbujas bull Voltaje aplicado es directamente proporcional al costo energeacutetico y puede variar por factores como la

conductividad de la solucioacuten la distancia entre los electrodos y el material o la geometriacutea de los mismos bull Tipo de la conexioacuten eleacutectrica determinan un mayor o menor gasto de energiacutea

o Monopolar los electrodos estaacuten conectados en paralelo y sometidos al mismo potencial generando mayor gasto de energiacutea

o Bipolar solo los electrodos de los extremos estaacuten directamente conectados a la fuente los electrodos restantes toman la polaridad opuesta al electrodo que tiene en frente

A continuacioacuten se presentan los esquemas de conexiones en serie y paralelo ademaacutes de las diferentes configuraciones

Figura 1- Celda de electrocoagulacioacuten con configuracioacuten monopolar en paralelo (a) y monopolar en serie (b) (Mollah et al 2001)

AacuteNODO PARALELOCAacuteTODO PARALELO

FUENTE DE ENERGIacuteA

CELDA DE ELECTROFLOCULACIOacuteN

AGITADORMAGNEacuteTICO

AGUARESIDUAL

AacuteNODOMONOPOLAR CAacuteTODO MONOPOLAR


CELDA DE ELECTROCOAGULACIOacuteN


AGUARESIDUAL

AacuteNODOSDE SACRIFICIO




Figura 2- Configuracioacuten bipolar en paralelo (Mollah et al 2001)

La electrolisis del agua produce un desprendimiento de oxiacutegeno e hidroacutegeno gaseoso en los electrodos los cuales al ascender a la superficie provocan tres fenoacutemenos

bull Separacioacuten raacutepida de coloides del electrodo bull Formacioacuten de una nata en la superficie faacutecilmente extraiacuteble por medios mecaacutenicos debido al arrastre de coloides

desestabilizada a la superficie bull Se produce una agitacioacuten espontaacutenea que evita la utilizacioacuten de agitacioacuten mecaacutenica debido a que las burbujas

de gas producen corrientes ascendentes y descendentes en la solucioacuten generando una mejor superficie de contacto y por lo tanto un aumento en la eficiencia de la desestabilizacioacuten

Las condiciones de operacioacuten de un sistema de electrocoagulacioacuten son altamente dependientes de las condiciones quiacutemicas como pH tamantildeo de partiacuteculas del agua a tratar y especialmente de su conductividad Ademaacutes se deben tener en cuenta los siguientes aspectos teacutecnicos

bull Consumos de energiacutea dependen del tipo de agua a tratar bull Desgaste de los electrodos estaacute directamente relacionado con el amperaje de la corriente aplicada al sistema y

el tiempo de residencia del agua residual en la celda bull Produccioacuten de lodos estaacute directamente relacionado con el nivel de contaminacioacuten del agua residual y de las

especies catioacutenicas que se disuelven en el agua de acuerdo a la corriente aplicada a los electrodos Sin embargo su generacioacuten es menor que en un sistema quiacutemico o bioloacutegico de tratamiento de aguas residuales (ECOFIELD 2002)

Figura 3- Diagrama de una celda de electrocoagulacioacuten

AacuteNODO MONOPOLARCAacuteTODO MONOPOLAR




AGUARESIDUAL




El pH influye sobre la eficiencia de la corriente en el proceso de solubilidad del metal para formar hidroacutexido Se ha observado en diferentes investigaciones que el pH variacutea durante el proceso de electrocoagulacioacuten y esta variacioacuten es dependiente del material de los electrodos y del pH inicial del agua a tratar El pH durante el proceso puede incrementarse para aguas residuales aacutecidas efecto atribuido a la generacioacuten de hidroacutegeno molecular que se origina en el caacutetodo En contraposicioacuten en aguas residuales alcalinas el pH puede decrecer y dependiendo de la naturaleza del contaminante el pH influye sobre la eficiencia del proceso Se ha determinado en algunos casos que la mayor eficiencia en la remocioacuten de un contaminante se da dentro de un rango especiacutefico de pH e incluso este rango puede ser amplio En teacuterminos generales los mejores rendimientos se han obtenido para valores de pH cercanos a 7 Los mejores rendimientos en la eliminacioacuten de turbidez y DQO en las aguas de la industria textil se dan en un pH de 7 Las reacciones que se dan durante el proceso de electrocoagulacioacuten le dan al medio acuoso capacidad buffer Especialmente en aguas residuales alcalinas esta propiedad previene grandes cambios de pH con lo cual son menores las dosificaciones de sustancias quiacutemicas para regular el pH La eficiencia en la eliminacioacuten de un contaminante incrementa con el aumento en la densidad de corriente pero tambieacuten lo hace el consumo eleacutectrico y los costes Para algunas conductividades del medio acuoso el consumo de energiacutea se incrementa proporcionalmente con los aumentos de conductividad lo que conlleva a un consumo mayor de energiacutea Para altos consumos de energiacutea se presentan peacuterdidas por la transformacioacuten de energiacutea eleacutectrica en caloacuterica producieacutendose un aumento en la temperatura del medio acuoso La seleccioacuten de la densidad de corriente podriacutea realizarse teniendo en cuenta otros paraacutemetros de operacioacuten como pH y temperatura La energiacutea eleacutectrica que se suministra a la celda electroquiacutemica puede ser mediante corriente alterna o bien corriente continua Las caracteriacutesticas propias del paso de cada una de las corrientes a traveacutes del medio acuoso generan diferentes respuestas electroquiacutemicas entre las placas y el agua residual tratada Cuando se suministra corriente continua se produce en el caacutetodo una impermeabilizacioacuten lo que provoca una menor eficiencia en la remocioacuten Un incremento en la conductividad eleacutectrica genera a su vez un incremento en la densidad de corriente Cuando se mantiene constante el voltaje alimentado a la celda de electrocoagulacioacuten y adicionalmente el incremento de la conductividad manteniendo la densidad de corriente constante se produce una disminucioacuten del voltaje aplicado La adicioacuten de algunos electrolitos tales como NaCl o CaCl2 genera un aumento en la conductividad del agua residual Ademaacutes se ha encontrado que los iones de cloruro pueden reducir los efectos adversos de iones como HCO3

- y SO4 = pues

la presencia de iones carbonatos o sulfatos pueden conducir a la precipitacioacuten de Ca+2 y Mg+2 produciendo una capa insoluble depositada sobre los electrodos que aumentariacutea el potencial entre eacutestos decreciendo asiacute la eficiencia de la corriente Se recomienda sin embargo que para un proceso de electrocoagulacioacuten normal se mantengan cantidades de Cl- alrededor del 20 Los efectos de la temperatura sobre la electrocoagulacioacuten no han sido muy investigados pero se ha encontrado que la eficiencia en la corriente se incrementa inicialmente hasta llegar a 60ordm C punto donde se hace maacutexima para luego decrecer El incremento de la eficiencia con la temperatura es atribuida al incremento en la actividad de destruccioacuten de la peliacutecula de oacutexido de aluminio de la superficie del electrodo



24- Tipologiacutea de reactores

Combinacioacuten de la electrocoagulacioacuten con otros procesos

EC - Adsorcioacuten (carbon activo granular) EC ndash Ozono EC - Foto-fenton (curtidos) EC - Electroflotacioacuten-Lecho fluidizado ndash Digestioacuten anaerobia (curtiembres) Ozono ndashEC-Microondas EC(Al-Al) - Adsorcioacuten (carbon activo) EC(Fe-Fe) - Adsorcioacuten (carbon activo) EC - Osmoacutesis inversa EC(Fe-Fe) - Adsorcioacuten (carbon activo) EC - Osmoacutesis inversa EC ndashElectrooxidacioacuten EC - Electroflotacioacuten EC - Ultrafiltracioacuten EC - H2O2 - Ion-exchange Intercambio ioacutenico EC - Campo magneacutetico EC ndashDecantacioacuten EC ndashFitoremediacioacuten EC ndashFlotacioacuten



3- CONSIDERACIONES TEacuteCNICAS PARTICULARES A continuacioacuten se tratan de forma especiacutefica algunos aspectos clave en la operacioacuten de los procesos de elctrocoagulacioacuten

bull Conductividad de la solucioacuten

La conductividad de la solucioacuten es paraacutemetro muy importante en el proceso de electroacutelisis El rendimiento en la eliminacioacuten de contaminantes y los costes de explotacioacuten estaacuten directamente relacionados con la conductividad de la solucioacuten La solucioacuten debe tener cierta conductividad miacutenima para que se produzca el flujo de la corriente eleacutectrica La conductividad baja de algunas aguas residuales se ajusta antildeadiendo suficiente cantidad de sales tales como cloruro de sodio o sulfato de sodio Hay un aumento en la densidad de corriente con un aumento en la conductividad de la solucioacuten a la tensioacuten constante de celda o la reduccioacuten en el voltaje de la ceacutelula a una densidad de corriente constante (Bayramoglu et al 2004 Merzouk et al 2010) El consumo de energiacutea se reduce con una solucioacuten de alta conductividad

bull Disposicioacuten de los electrodos El material de electrodo y el modo de conexioacuten de los electrodos tienen un papel significativo en los costes del proceso de electrocoagulacioacuten Kobya et al (2011) estudiaron el tratamiento de aguas residuales textiles y compararon las actuaciones de varios modos de conexioacuten del electrodo como una funcioacuten del pH de las aguas residuales la densidad de corriente y el tiempo de funcionamiento Se estudiaron tres modos diferentes de conexioacuten de los electrodos

- Electrodos monopolares en conexiones en paralelo (MP-P) Los aacutenodos y caacutetodos estaacuten conectados en paralelo debido a que la corriente se divide entre todos los electrodos a la resistencia de las ceacutelulas individuales La conexioacuten en paralelo necesita una diferencia de potencial maacutes bajo en comparacioacuten con las conexiones en serie

- Electrodos monopolares en conexiones en serie (MP-S) En los electrodos monopolares en conexioacuten en serie cada par de electrodos de sacrificio estaacuten conectados internamente entre siacute La adicioacuten de los voltajes de ceacutelulas conduce a una diferencia de potencial maacutes alto para una corriente dada

- Electrodo bipolar en conexiones en serie (BP-S) En este modo de conexioacuten los electrodos exteriores estaacuten conectados a la fuente de alimentacioacuten y no conectados los electrodos interiores

Kobya et al (2011) reportaron que el modo MP-P es el maacutes rentable para los dos electrodos de aluminio y hierro

bull Formas de los electrodos La forma de los electrodos afecta a la eficiencia de eliminacioacuten de contaminantes Los electrodos perforados con agujeros deberiacutean tener una mayor eficiencia Muy pocos estudios han analizados y descrito (Kuroda et al 2003 Nielsen y Andersson 2009) el efecto de la forma de electrodo en el rendimiento Kuroda et al (2003) realizaron experimentos utilizando electrodos metaacutelicos con y sin agujeros perforados Concluyeron que la intensidad del campo eleacutectrico en el borde de los agujeros perforados en el electrodo es mayor (12 veces) que en placas lisas Se necesitan maacutes estudios para establecer el efecto de la forma de electrodos en el proceso de electrocoagulacioacuten

bull Tipo de fuente de alimentacioacuten La mayoriacutea de los estudios publicados en la literatura han utilizado de corriente continua (CC) en el proceso de electrocoagulacioacuten El uso de corriente alterna conduce a la formacioacuten de corrosioacuten en el aacutenodo debido a la oxidacioacuten Una capa de oxidacioacuten se forma tambieacuten en el caacutetodo por la reduccioacuten del flujo de corriente entre el caacutetodo y el aacutenodo reduciendo asiacute la eliminacioacuten en la eliminacioacuten de contaminantes

bull pH de la solucioacuten El pH de la solucioacuten es un paraacutemetro operacional importante La maacutexima eficiencia de eliminacioacuten de cada contaminante se consigue para un pH especiacutefico

bull La densidad de corriente La densidad de corriente es un paraacutemetro muy importante ya que determina la tasa de dosificacioacuten de coagulante la tasa de produccioacuten de burbujas el tamantildeo y el crecimiento de los floacuteculos Con un aumento en la densidad de corriente el aacutenodo aumenta la tasa de disolucioacuten Esto conduce a un aumento en el nuacutemero de floacuteculos de hidroacutexido de metal que conlleva un incremento en la eliminacioacuten de contaminantes Un aumento en la densidad de corriente por encima de la densidad de corriente oacuteptima no resulta implica una mejora del rendimiento



bull Distancia entre los electrodos La distancia entre electrodos juega un papel significativo en la electrocoagulacioacuten ya que el campo electrostaacutetico depende de la distancia entre el aacutenodo y el caacutetodo La eficiencia maacutexima en la eliminacioacuten de contaminantes se obtiene mediante el mantenimiento de una distancia oacuteptima entre los electrodos Con distancias maacutes pequentildeas a la oacuteptima la eficacia es baja debido al hecho de que los hidroacutexidos de metal generadas que actuacutean como floacuteculos debido a la alta atraccioacuten electrostaacutetica (Daneshvar et al 2004) La eficacia aumenta con un aumento en la distancia entre electrodos desde el miacutenimo hasta que la distancia oacuteptima entre los electrodos Esto es debido al hecho de que al aumentar la distancia entre los electrodos hay una disminucioacuten en los efectos electrostaacuteticos y el movimiento de los iones generados es maacutes lento dando tiempo para que el hidroacutexido de metal generado empiece a aglomerarse y forme floacuteculos Al aumentar la distancia de los electrodos por encima de la oacuteptima se produce una reduccioacuten en la eliminacioacuten de contaminantes debido al hecho de que el tiempo de viaje de los iones aumenta con un aumento en la distancia entre los electrodos y se forman menos floacuteculos

bull Efecto de la velocidad de agitacioacuten La agitacioacuten ayuda a mantener condiciones uniformes y evita la formacioacuten de gradiente de concentracioacuten en la ceacutelula de electroacutelisis Ademaacutes la agitacioacuten en la ceacutelula de electroacutelisis incrementa la velocidad de los iones generados Con un aumento en la velocidad de agitacioacuten hasta un valor oacuteptimo se produce un aumento en la eliminacioacuten de contaminantes debido al hecho de que con un aumento en la movilidad de los iones generados los floacuteculos se forman mucho antes

bull Tiempo de electrolisis La eficiencia aumenta con el tiempo de electrolisis pero hasta un valor oacuteptimo en donde se alcanza un valor de saturacioacuten y el rendimiento es ya constante

bull Concentracioacuten inicial de contaminante La eliminacioacuten de contaminantes disminuye con un aumento en la concentracioacuten inicial del contaminante para una densidad de corriente constante Esto es debido al hecho de que el nuacutemero de foacuteculos de hidroacutexido metaacutelico formados pueden ser insuficientes para sedimentar el mayor nuacutemero de moleacuteculas de contaminantes en concentraciones iniciales maacutes altas de contaminantes (Kobya et al 2006aDaneshvar et al 2006)

bull Tiempo de retencioacuten Despueacutes de la finalizacioacuten del proceso de electrocoagulacioacuten para un tiempo de electroacutelisis particular la solucioacuten se mantiene durante un periodo fijo (tiempo de retencioacuten) para permitir la sedimentacioacuten de las especies coaguladas A medida que el tiempo de retencioacuten se aumenta la eliminacioacuten eficiencia debido al hecho de que con un aumento en el tiempo de retencioacuten todas las especies coaguladas sedimentan o flotan Tiempos muy elevados de retencioacuten pueden generar una redisolucioacuten

bull Pasivacioacuten del electrodo La pasivacioacuten del electrodo es la acumulacioacuten de una capa inhibidora (por lo general un oacutexido) en la superficie del electrodo La pasivacioacuten es indeseable para la disolucioacuten del aacutenodo y el funcionamiento de electrocoagulacioacuten El control primario de pasivacioacuten es el modo galvanostaacutetico de la operacioacuten La corriente y el potencial dependen de la resistencia total del sistema Cualquier resistencia de una capa de pasivacioacuten aumenta el potencial de la ceacutelula pero no afecta ni el coagulante o a la tasa de generacioacuten de burbujas El uso de agua desionizada reduce al miacutenimo la presencia de contaminantes tales como carbonatos que puede faacutecilmente pasivar los electrodos Los electrodos deberaacuten limpiarse mecaacutenicamente perioacutedicamente para eliminar cualquier material pasivante Esto mantiene la integridad de los electrodos y se asegura de disolucioacuten anoacutedica a una velocidad constante



4- ESPECIFICACIONES EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA INDUSTRIA TEXTIL Khandegar V y Saroha AK (2013) en su trabajo ldquoElectrocoagulation for the treatment of textile industry effluent A reviewrdquo hacen una completa revisioacuten de la aplicacioacuten de las teacutecnicas de elctrocoagulacioacuten en aguas residuales industriales focalizando especialmente en las aguas residuales de la industria textil A continuacioacuten se presentan algunas de las tablas de su trabajo en las que solo se han recogido experiencias en aguas residuales de la industria textil

Tabla 1- Tratamientos de electrocoagulacioacuten utilizados en aguas residuales del textil y teneriacuteas (modificada de Khandegar V y Saroha AK 2013)

Referencia Tipo de agua residual

Densidad de corriente o corriente

Tiempo (min) pH Anodo - caacutetodo Eficiencia ebn la eliminacioacuten de DQO()

Babu et al (2007) Tannery 20 mAcm2 - 68 Fe-Al 52

Feng et al (2007a) Tannery 10 A 60 98 85 MS-MS Al-Al 68 Zaroual et al (2006) Textile - 3 106 Fe-Fe 84 Muthukumar et al (2004) Textile 5 Adm2

- 12 (RuO2-Ti)-Ti 85 Bayramoglu et al (2004) Textile 200 Am2

10 11 Fe-Fe Al-Al 76 65 Lin and Peng (1994) Textile 925 Am2

240 10 Fe-Fe 51

Tabla 2- Procesos de electrocoagulacioacuten utilizados para eliminar diferentes tipos de tintas (modificada de Khandegar V

y Saroha AK 2013)

Referencia Tinte Densidad de corriente o corriente

Anodo - catodo Eficiencia de eliminacioacuten ()

Yuksel et al (2013) Reactive orange 84 130 Am2 SS-SS Fe-Fe 66 76

Khandegar and Saroha (2013a)

Acid red 131 Reactive yellow 86 00625 Acm2 Al-Al 97

Indanthrene blue RS Basic GR 4 Reactive yellow 145

Khandegar and Saroha (2013b)

Reactive black B Orange 3R Yellow GR 00625 Acm2 Al-Al 98

Wei et al (2012) Azo Anthraquinone Xanthene 03 A Fe-Steel wool Fe-Fe Fe-SS

98

Pajootan et al (2012) Acid black 52 Acid yellow 220 40 Am2 Al-Al 92 95 Akbal and Kuleyin (2011) Levafix brilliant blue E-B 100 Acm2 Al-Al Fe-Fe 99 83 Korbahti et al (2011) Acid Reactive 40 mAcm2 Fe-Carbon 95 Merzouk et al (2011) Disperse red 208 mAcm2 Al-Al 95 Parsa et al (2011) Acid brown 14 6329 Am2 Al-SS 304 Bench scale 91

Pilot scale 80 Patel et al (2011) Reactive black 5 75 mAcm2 Fe-SS 90 Secula et al (2011) Indigo carmine 5457 Am2 MS-SS 100 Aoudj et al (2010) Direct red 81 1875 mAcm2 Al-Al gt98 Durango-Usugaa et al (2010) Crystal violet 28 Am2 Fe-Al Al-Fe 100 Kobya et al (2010) Remazol red 3B 15 mAcm2 Fe-Fe gt99 Phalakornkule et al (2010) Reactive blue 140 Direct red 1 40 Am2 Fe-Fe Al-Al gt95 Mollah et al (2010) Orange II 160 Am2 Al-Al 945 Sengil and Ozacar (2009) Reactive black 5 4575 mAcm2 Fe-Fe 988 Kabdasli et al (2009c) Reactive red Reactive yellow 145 22 mAcm2 SS 304-SS 304 Al-Al 100 58

Reactive blue 221 Arslan-Alaton et al (2009) Reactive 22 mAcm2 SS-SS Al-Al 99 95 Charoenlarp and Choyphan (2009)

Reactive Basic - Al-Al Fe-Fe 96 856

Phalakornkule et al (2009) Direct red 23 30 Am2 Fe-Fe Al-Al gt95 Aleboyeh et al (2008) Acid Red 14 102 Am2 Fe-St 304 gt91 Korbahti and Tanyolac (2008) Levafix blue CA 355 mAcm2 Fe-Fe 995 Yildiz (2008) Bomaplex red CR-L 050 mAcm2 Al-Al 991 Daneshvar et al (2007) Acid yellow 23 1125 Am2 Al-St 304 98 Koparal et al (2007) Basic red 29 1 mAcm2 Boron doped

diamond-Boron 972

doped diamond Rajkumar et al (2007) Reactive blue 19 2166 mAcm2 (Ti-RuO2-IrO2)-SS 100 Daneshvar et al (2006) Basic red 46 Basic blue 3 80 Am2 Fe-St 304 99 Kashefialasl et al (2006) Acid yellow 36 1278 Am2 Fe-Fe 83 Kobya et al (2006a) Levafix orange 100 Am2 Al-Al 95 Sakalis et al (2006) Reactive - Niobe diamond-

Carbon 90

(PtTi)-Carbon Alinsafi et al (2005) Blue reactive - Al-Al 95 Yang and McGarrahan (2005) Reactive blue 19 Acid red 266 Disperse 16 A Al-Graphite Fe-Graphite 98

yellow 218 Golder et al (2005) Methylene blue Eosin yellowish 161 mAcm2 MS-MS 97 75 Fernandes et al (2004) Acid orange 7 5 mAcm2 Boron doped diamond-

Copper foil 98



Tabla 2- Procesos de electrocoagulacioacuten utilizados para eliminar diferentes tipos de tintas (modificada de Khandegar V y Saroha AK 2013) (continuacioacuten)

Referencia Tinte Densidad de

corriente o corriente Anodo - catodo Eficiencia de

eliminacioacuten ()

Daneshvar et al (2004) Acid red 14 80 Am2 Fe-St 304 93 Mollah et al (2004b) II Orange 3987 Am2 Carbon steel-Carbon

steel 99

Can et al (2003) Remazol red RB 133 15 mAcm2 Al-Al 925 Daneshvar et al (2003) II orange 3462 Am2 Fe-Fe gt98 Kim et al (2002) Blue P-3R Suncion yellow H-E4R Suncron 1e45 Am2 Al-Al Fe-Fe SS-SS 95-996

blue RD-400 Suncron yellow 3GE-200 Reactive blue 49 Reactive yellow 84

Disperse

blue 106 Disperse yellow 54 Vlyssides et al (2000) Mixed dyes - (TiPt)-SS 304 100 Szpyrkowicz et al (2000) Disperse - (TiPt-Ir)-SS 90 Vlyssides and Israilides (1998) Mixed dyes 089 Acm2 TiPt-SS 304 964 Ogutveren et al (1992) Acilan Blau 10e175 mA Graphite-Graphite 98-100

Tabla 3- Eliminacioacuten de diferentes metales y otros compuestos por electrocoagulacioacuten (modificada de Khandegar V y Saroha AK 2013)

Referencia Metal u otro compuesto Concentracion (mgL) u otras unidades Aacutenodo - caacutetodo Eficiencia de eliminacioacuten ()

Vasudevan et al (2013) B 3-7 Zn- SS 932 Verma et al (2013) Cr(III) Cr(VI) 88729 149527 Fe- Fe 100 Ganesan et al (2013) Mn 2 Mg-Fe 972 Aji et al (2012) Ni Cu Zn Mn 250 Fe-Fe 96 96 96 726 Olmez-Hanci et al (2012) Naphthalene sulfonates K-acid 600 SS-SS 97 Tran et al (2012) P 5e50 MS-MS 97 Henriques et al (2012) Nonylphenol polyethoxylate 40 Al-Al 96 Drouiche et al (2012) Fe 25 Fe-Fe 56 Parga et al (2012) Sr 62 Fe-Fe 8745 Baek et al (2012) Se(VI) 12 mM Fe-Fe 451 Sinha et al (2012) Fe 6 116 Al-Al 79 68 Martinez et al (2012) Au Ag 1325 1357 St-St 995 Vasudevan and Lakshmi (2012) B 3-7 MS-SS 932 Ghosh et al (2011) Fe 10 Al-Al 90 Akbal and Camci (2011a) Ni Cu Cr 526 335 193 Fe-Al 100 Akbal and Camci (2011b) Cu Cr Ni 45 445 394 Al-Fe 100 Vasudevan and Lakshmi (2011a) Cd 20 Zn-Zn AC 978

DC 969

Vasudevan et al (2011) Fe 50-20 Al-Al AC 93

DC 915

Vasudevan et al (2011b) Cd 20 Al-Al AC 975

DC 962

Behbahani et al (2011a) PO3-

4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847

Behbahani et al (2011b) Fe 25 Al-Al 945

Lacasa et al (2011a) PO3-

eP 4

27 mgdm3 Al-Al Fe-Fe 100

Lacasa et al (2011b) As 20 mgdm3 Fe-Al 999

Moussavi et al (2011a) Petroleum hydrocarbon 64 St-Fe Batch process 951

Continuous process 934

Moussavi et al (2011b) CNe 300 Fe-Al Fe-Fe AlAl Al-Fe 93 87 35 32

Dermentzis et al (2011a) Cr(VI) 200-800 Fe-Fe 100 Dermentzis et al (2011b) Ni(II) Cu(II) Zn(II) Cr(VI) 50 Al-Al gt97 gt97 gt97 gt80 Emamjomeh et al (2011) Fe 10 Al-Al 92 Hanay and Hasar (2011) Cu(II) Zn(II) Mn(II) 50-200 Al-Al 995 Keshmirizadeh et al (2011) Cr(VI) 100 Fe-Al 99 Kobya et al (2011) As 150 mgL Al-Al Fe-Fe 935 94 Murthy and Parmar (2011) Sr(II) 10 SS-SS Al-Al 9377 Valero et al (2011) TOC 2260 Al-Fe 79 Vepsalainen et al (2011) Cu 125 Fe-Fe 97 Zodi et al (2011) As 38 mgL Al-Al Fe-Fe 915 Ali et al (2011) As 123 Al-Fe gt996 Malakootian et al (2011) 150 Fe-Fe Al-Al 90 897 Parga et al (2010) Cr 231-485 Fe-Fe 99 Khatibikamal et al (2010) Fe 4-6 Al-Al 93 Can and Bayramoglu (2010) p-Benzoquinone 50 Al-SS 83 Pociecha and Lestan (2010) Pb Zn Cd 170 50 15 Al-SS 95 68 66 Kumar and Goel (2010) NO3 As(V) - 300 1 MS-MS 84 75 Vasudevan et al (2010) B 3-7 Al-Al 8632 Malakootian and Yousefi (2009) Total hardness 464 Al-Al 956 Nanseu-Njikia et al (2009) Hg(II) 2 x 10-5 M Al-Fe 9995

Chou et al (2009) In(III) 20 Fe-Al Al-Fe Fe-Fe Al-Al 783 701 314 158



Tabla 3- Eliminacioacuten de diferentes metales y otros compuestos por electrocoagulacioacuten (modificada de Khandegar V y Saroha AK 2013) (continuacioacuten)


Vasudevan et al (2009) Fe 25 Al-SS 988 Kabdasli et al (2009a) TOC Ni Zn 173 248 232 SS 304-SS 304 66 90 100 Kabdasli et al (2009b) Dimethyl phthalate 100 SS-SS 100

Schulz et al (2009) Ghernaout et al (2008)

Si Ca Mg Bentonite suspension (Turbidity)

40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe

FeeFe frac14 80 20 40 AleAl frac14 60 10 20 80

Heidmann and Calmano (2008) Cr(VI) 10-50 MSeST 37 100 Modirshahla et al (2008) 4-nitrophenol 20 St 310 - St 304 100 Ghosh et al (2008) Fe(II) 25 Al-Al 992 Sayiner et al (2008) B 1000 Al-Fe 95 Golder et al (2007a) Cr(III) 1711 2235 MS-MS 906 714 Golder et al (2007b) Cr(VI) 50 Al-Al 42 Golder et al (2007c) Cr(III) 1000 Al-Al 998 Gomes et al (2007) As 1-1230 Al-Fe Fe-Fe Al-Al 789e996 Feng et al (2007b) Humic acid 20 Al-Al 978 Rodriguez et al (2007) Cu 50 Al-Al 998 Chen et al (2007) NH3 40 (RuO2-IrO2-TiO2)eTi 100 Zhu et al (2007) Fe 5 Al-Al 96 Irdemez et al (2006) PO4eP 25 Al-Al 100 Emamjomeh and Sivakumar (2006) Fe 10-25 Al-Al 100

Den and Huang (2005) Turbidity 70 400 NTU Fe-Fe 95 Yilmaz et al (2005) B 100 Al-Al 97 Parga et al (2005b) As(III) As(V) 224 Fe-Fe gt99 Adhoum et al (2004) Cu(II) Zn(II) Cr(VI) 50 Al-Al 99 99 83

Bektas et al (2004a) PO3- 4 10 Al-Al 100

Bektas et al (2004b) B 5 Al-Al 92-96 Murugananthan et al (2004) SO2-

4 100 Al-Al Fe-Fe 72 68 Hu et al (2003) Fe 25 Al-Al 100 Abuzaid et al (2002) Turbidity 76 NTU SS-SS 95 Ciorba et al (2002) Nonylphenol ethoxylates 01 gL Al-St 30e80 Yang and Dluhy (2002) Fe 16 Al-Al 875 Mameri et al (1998) Fe 25 Al-Al 80

Lin and Wu (1996) NO2 eN NH3eN - 5 Fe-Fe 100 15



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ZUMDAHL Steven S y Zumdahl Susan A (2000) Chemistry Ed Houghton Miffl in Company New York 5a Edicioacuten pp 837-879



ANEXO 1 COMPARATIVA DE CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO Este apartado estaacute en blanco intencionadamente



ANEXO 2 ESTIMACIOacuteN DE SUPERFICIES NECESARIAS Este apartado estaacute en blanco intencionadamente



ANEXO 3 DESCRIPCIOacuteN GRAacuteFICA DE UNIDADES DE PROCESO

Figura 1- Reactores de electrocoagulacioacuten httpwwwdirectindustrycomprodawt-technologies-incsequencing-batch-reactors-89621-936817html

Figura 2- Reactores de electrocoagulacioacuten httpwwweflocomElectrocoagulationhtml



Figura 3- Reactor de electrocoagulacioacuten (8 m3hora) httpwwweflocomElectrocoagulationhtml

Figura 4- Equipo para el tratamiento de aguas residuales mediante electro floculacioacuten wwwmonografiascomtrabajos99tratamiento-aguas-residualestratamiento-aguas-residualeszip



Figura 5- Reactor de electrofloculacioacuten en operacioacuten httpwwwsanjivniinleading-effluent-treatment-plant-manufacturer-1

Figura 6- Reactor de electrofloculacioacuten en operacioacuten httpcrosswords911comelectrocoagulationhtml



Figura 7- Reactor de electrofloculacioacuten httpctinanotechcomtechnologywater-treatment

Figura 8- Vista general de una planta de tratamiento con electrofloculacioacuten httpwwwquantum-ionicscominnovationshtml

ELECTROCOAGULACIOacuteN -

ELECTROFLOTACIOacuteN FT-AVA-002

ELECTROCOAGULACIOacuteN-ELECTROFLOTACIOacuteN (FT-AVA-002)

Fecha Febrero 2015

Autores Joaquiacuten Suaacuterez Loacutepez

Alfredo Jaacutecome Burgos

Pablo Ures Rodriacuteguez

Revisado Modificaciones

Fecha

Modificado por

Objeto da modificacioacuten



IacuteNDICE












119860119860119860119860 minus 3119899119899 rarr 1198601198601198601198603+







Desventajas






















2H2O(I) + 2e- rarr H2(g) + 2OH-




En el caacutetodo


3+ Al7(OH)174+ Al8(OH)20

4+ Al13O4(OH)247+ y Al13(OH)34



4+ Fe(H2O)5(OH)44+





En el caacutetodo




En el caacutetodo




















AGUARESIDUAL





AGUARESIDUAL



















AGUARESIDUAL





- y SO4 = pues








































240 10 Fe-Fe 51


y Saroha AK 2013)










98






diamond-Boron 972


Carbon 90



Copper foil 98






eliminacioacuten ()


steel 99



Disperse





DC 969


DC 915


DC 962


4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847



eP 4















40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA








































IacuteNDICE












119860119860119860119860 minus 3119899119899 rarr 1198601198601198601198603+







Desventajas






















2H2O(I) + 2e- rarr H2(g) + 2OH-




En el caacutetodo


3+ Al7(OH)174+ Al8(OH)20

4+ Al13O4(OH)247+ y Al13(OH)34



4+ Fe(H2O)5(OH)44+





En el caacutetodo




En el caacutetodo




















AGUARESIDUAL





AGUARESIDUAL



















AGUARESIDUAL





- y SO4 = pues








































240 10 Fe-Fe 51


y Saroha AK 2013)










98






diamond-Boron 972


Carbon 90



Copper foil 98






eliminacioacuten ()


steel 99



Disperse





DC 969


DC 915


DC 962


4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847



eP 4















40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA














































119860119860119860119860 minus 3119899119899 rarr 1198601198601198601198603+







Desventajas






















2H2O(I) + 2e- rarr H2(g) + 2OH-




En el caacutetodo


3+ Al7(OH)174+ Al8(OH)20

4+ Al13O4(OH)247+ y Al13(OH)34



4+ Fe(H2O)5(OH)44+





En el caacutetodo




En el caacutetodo




















AGUARESIDUAL





AGUARESIDUAL



















AGUARESIDUAL





- y SO4 = pues








































240 10 Fe-Fe 51


y Saroha AK 2013)










98






diamond-Boron 972


Carbon 90



Copper foil 98






eliminacioacuten ()


steel 99



Disperse





DC 969


DC 915


DC 962


4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847



eP 4















40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA























































2H2O(I) + 2e- rarr H2(g) + 2OH-




En el caacutetodo


3+ Al7(OH)174+ Al8(OH)20

4+ Al13O4(OH)247+ y Al13(OH)34



4+ Fe(H2O)5(OH)44+





En el caacutetodo




En el caacutetodo




















AGUARESIDUAL





AGUARESIDUAL



















AGUARESIDUAL





- y SO4 = pues








































240 10 Fe-Fe 51


y Saroha AK 2013)










98






diamond-Boron 972


Carbon 90



Copper foil 98






eliminacioacuten ()


steel 99



Disperse





DC 969


DC 915


DC 962


4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847



eP 4















40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA









































En el caacutetodo




En el caacutetodo




















AGUARESIDUAL





AGUARESIDUAL



















AGUARESIDUAL





- y SO4 = pues








































240 10 Fe-Fe 51


y Saroha AK 2013)










98






diamond-Boron 972


Carbon 90



Copper foil 98






eliminacioacuten ()


steel 99



Disperse





DC 969


DC 915


DC 962


4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847



eP 4















40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA






















































AGUARESIDUAL





AGUARESIDUAL



















AGUARESIDUAL





- y SO4 = pues








































240 10 Fe-Fe 51


y Saroha AK 2013)










98






diamond-Boron 972


Carbon 90



Copper foil 98






eliminacioacuten ()


steel 99



Disperse





DC 969


DC 915


DC 962


4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847



eP 4















40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA






















































AGUARESIDUAL





- y SO4 = pues








































240 10 Fe-Fe 51


y Saroha AK 2013)










98






diamond-Boron 972


Carbon 90



Copper foil 98






eliminacioacuten ()


steel 99



Disperse





DC 969


DC 915


DC 962


4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847



eP 4















40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA









































- y SO4 = pues








































240 10 Fe-Fe 51


y Saroha AK 2013)










98






diamond-Boron 972


Carbon 90



Copper foil 98






eliminacioacuten ()


steel 99



Disperse





DC 969


DC 915


DC 962


4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847



eP 4















40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA












































































240 10 Fe-Fe 51


y Saroha AK 2013)










98






diamond-Boron 972


Carbon 90



Copper foil 98






eliminacioacuten ()


steel 99



Disperse





DC 969


DC 915


DC 962


4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847



eP 4















40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA











































eliminacioacuten ()


steel 99



Disperse





DC 969


DC 915


DC 962


4 400 Al-Al Fe-Fe 100 847



eP 4















40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA













































40-50 17-23 4-6 20 NTU

Fe-Fe Al-Al Fe-Fe










BIBLIOGRAFIacuteA








































BIBLIOGRAFIacuteA






































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