Eficiencia del proceso de electrocoagulación entre electrodos de acero inoxidable y electrodos de aluminio para la reducción de DQO de las aguas residuales del Camal Municipal de K’ayra, Cusco – 2022

Abstract

El objetivo general del presente trabajo de investigación fue comparar la eficiencia del proceso de electrocoagulación mediante el uso de electrodos de acero inoxidable en comparación a los electrodos de aluminio para la reducción de DQO de las aguas residuales del Camal Municipal de K’ayra, las cuales presentan una elevada concentración de DQO (> 2000 mg/L). Para ello, se consideró como factores el tiempo de tratamiento (30 y 60 minutos), la cantidad de electrodos (5 y 11 placas) y el material del electrodo (acero inoxidable y aluminio). Al realizar la medición de la concentración inicial de las aguas residuales, se encontró un valor de DQO igual a 3897.60 mg/L el primer día, 2246.40 mg/L el segundo día y 3836.80 mg/L el tercer día. Al comparar estos resultados con los LMP de vertimientos puntuales de aguas residuales de actividades productivas de ganadería (RESOLUCIÓN N°0631-MINAMBIENTE COLOMBIA), se evidencio que los valores sobrepasan lo exigido por la norma (900 mg/L de DQO). Se definieron las condiciones óptimas de operación para la construcción de la celda de electrocoagulación y los sistemas de electrodos, para lo cual se realizaron diversas pruebas preliminares donde se evaluó un volumen de agua residual entre 1 y 2 litros y un amperaje de 5 a 10 amperios. Es así que se optó por trabajar con un volumen de agua residual de 2 litros y un amperaje de 5 amperios para cada experimento. Posterior al proceso de electrocoagulación, la concentración final para el sistema de electrodos con acero inoxidable tuvo una reducción máxima del 88.74% de DQO; mientras que el sistema de electrodos con aluminio tuvo una reducción máxima de 81.57% de DQO; cumpliendo con los LMP de vertimientos puntuales de aguas residuales de actividades productivas de ganadería (RESOLUCIÓN N°0631-MINAMBIENTE COLOMBIA). Concluyendo así, que el sistema de electrodos con acero inoxidable es mejor en comparación al sistema de electrodos con aluminio, ya que el promedio del porcentaje de reducción de DQO para acero inoxidable es mayor al aluminio según la prueba no paramétrica U de Mann Whitney.

The overall objective of this research was to compare the efficiency of the electrocoagulation process using stainless steel electrodes to aluminum electrodes for COD reduction in the wastewater from the Municipal Slaughterhouse of K’ayra, which exhibits a high COD concentration (> 2000 mg/L). Factors considered included treatment time (30 and 60 minutes), the number of electrodes (5 and 11 plates), and electrode material (stainless steel and aluminum). Upon measuring the initial concentration of wastewater, COD values were found to be 3897.60 mg/L on the first day, 2246.40 mg/L on the second day, and 3836.80 mg/L on the third day. Comparing these results with the Discharge Limits for point source wastewater from livestock production activities (RESOLUTION N°0631-MINAMBIENTE COLOMBIA), it was evident that the values exceeded the norm (900 mg/L COD). Optimal operating conditions for the construction of the electrocoagulation cell and electrode systems were defined through various preliminary tests, evaluating a wastewater volume between 1 and 2 liters and an amperage of 5 to 10 amps. It was decided to work with a wastewater volume of 2 liters and an amperage of 5 amps for each experiment. After the electrocoagulation process, the final concentration for the system with stainless steel electrodes achieved a maximum reduction of 88.74% in COD, while the system with aluminum electrodes had a maximum reduction of 81.57% in COD, complying with the Discharge Limits for point source wastewater from livestock production activities (RESOLUTION N°0631MINAMBIENTE

COLOMBIA). In conclusion, the stainless-steel electrode system is superior to the aluminum electrode system, as the average percentage reduction in COD for stainless steel is higher than aluminum according to the non-parametric MannWhitney U test.