Evaluación técnica y económica para la reutilización de los efluentes industriales generados en el proceso productivo de pinturas látex

Abstract

El agua es un recurso cada vez más escaso, por lo que se hace necesario su uso racional, lo que implica un manejo sostenible del agua. La industria de pinturas látex en el Perú genera descargas significativas de efluentes acuosos industriales, que se calcula en aproximadamente 100 m3/día por planta de producción. Es por esto que el objetivo principal de esta tesis es comprobar la factibilidad de la reutilización del agua por medio de un tratamiento de dichos efluentes. Los efluentes provenientes de la industria de pinturas látex son generados durante las operaciones de lavado de los equipos de producción y típicamente se caracterizan por tener alguna coloración, concentración de sólidos suspendidos y concentración de material orgánico por encima de los valores máximos admisibles. Asimismo, la concentración bacteriana es elevada, debido a que las bacterias toman como nutrientes algunos componentes orgánicos de la formulación de las pinturas látex. Estas características determinan que no sean adecuadas para su uso directo en la producción de pinturas látex. Es por esto que se realiza un tratamiento del efluente a fin de que se recupere el agua con las características deseadas. El tratamiento de estos efluentes consistió en una primera etapa de tratamiento fisicoquímico, que consiste en la sedimentación de los sólidos, lo cual se logra con la adición de coagulante y floculante. Luego se da la etapa de desinfección del efluente, a fin de reducir la concentración de bacterias. En la parte experimental de la presente tesis se utilizó para el tratamiento fisicoquímico, policloruro de aluminio como coagulante y poliacrilamida aniónica como floculante. Con los ensayos realizados se determinó que la dosis de coagulante es 1200 ppm y la dosis de floculante es 2 ppm. Para la etapa de desinfección se utilizó hipoclorito de sodio, calculándose una dosis de 10 ppm y un tiempo de contacto de una hora Finalmente, luego del proceso de desinfección, se obtuvo agua recuperada con los siguientes parámetros: concentración de sólidos suspendidos igual a 12 mg/L, pH de 7,3, concentración de cloro residual igual a 0,6 ppm y concentración de bacterias menor a 103 unidades formadoras de colonias/mL. En la parte experimental de la presente tesis se elaboraron 3 tipos de pinturas látex con el agua recuperada: a base de resina acrílica, acrílica estirenada y vinil acrílico. Las propiedades de estas pinturas de prueba cumplieron con los parámetros de calidad: pH, densidad y viscosidad de cada tipo de pintura dentro de los rangos permitidos. Asimismo, se evaluó la estabilidad de las pinturas de prueba, en forma comparativa con las pinturas patrón. Como resultado de esta tesis, se ha probado que es posible la reutilización del agua recuperada en la producción de las pinturas desde el punto de vista de la calidad y de la cantidad. En la calidad cumple con producir pinturas látex dentro de los parámetros de calidad y en la cantidad se obtienen volúmenes considerables de agua, siendo igual al 56 % del volumen del efluente sin tratamiento.

Water is an increasingly scarce resource, so it is necessary to use it rationally, which implies sustainable water management. The latex paint industry in Peru generates significant discharges of industrial aqueous effluents, which is estimated at approximately 100 m3/day per production plant. This is why the main objective of this thesis is to verify the feasibility of reusing water by means of a treatment of said effluents. The effluents coming from the latex paint industry are generated during the washing operations of the production equipment and are typically characterized by coloring, the concentration of suspended solids and the concentration of organic matter above the maximum allowable values. Likewise, the bacterial concentration is high, because the bacteria take as nutrients some organic components of the formulation of latex paints. These characteristics determine that they are not suitable for direct use in the production of latex paints. This is why a treatment of the effluent is carried out in which the water with the desired characteristics is recovered. The treatment of these effluents consisted in a first stage of physicochemical treatment, which consists in the sedimentation of the solids, which is achieved with the addition of coagulant and flocculant. Then the disinfection stage of the effluent is given, in order to reduce the concentration of bacteria. In the experimental part of the present thesis was used for the physicochemical treatment, aluminum polychloride as coagulant and anionic polyacrylamide as flocculant. It was determined by tests that the coagulant dose is 1200 ppm and the flocculant dosage is 2 ppm. For the disinfection stage, sodium hypochlorite was used, a dose of 10 ppm and a contact time of one hour being calculated. Finally, after the disinfection process, recovered water was obtained with the following parameters: concentration of suspended solids equal to 12 mg/L, pH of 7.3, concentration of residual chlorine equal to 0.6 ppm and concentration of bacteria less than 103 colony forming units/mL. In the experimental part of the present thesis 3 types of latex paints were made with the recovered water: a base of acrylic resin, styrene acrylic and acrylic vinyl. The properties of these test paints met the quality parameters: pH, density and viscosity of each type of paint within the permitted ranges. In addition, the stability of the test paints has been evaluated in comparison with standard paints. As a result of this thesis, it has been proven that it is possible to reuse recovered water in the production of paints from the point of view of quality and quantity. In quality it complies with the production of latex paints within the parameters of quality and in the quantity obtained considerable volumes of water, being equal to 56% of the volume of the effluent.