Remoción de colorantes reactivos de efluentes de teñido textiles mediante electrocoagulación con electrodos de aluminio

Abstract

El presente trabajo aborda la problemática de los efluentes de teñido textil específicamente los de teñido de tejidos de algodón con colorantes tipo reactivo los cuales son los más usados en la industria nacional por dar colores vivos y ofrecer mejores solideces al lavado (permanencia del color en el textil) , sin embargo parte del colorante que no se fija a la tela se hidroliza con el agua y queda en el baño de teñido, formando con los auxiliares de teñido presentes el efluente que es descargado al sistema de alcantarillado sin tratamiento previo o muy básico para adecuar el pH . Poca cantidad de colorante es capaz de dar coloraciones intensas que dificultan el paso natural de la luz poniendo en riesgo la vida acuática animal y vegetal. Además, es importante remover los colorantes antes de ser tratados por métodos tradicionales a base de cloro puesto que pueden generar compuestos organoclorados de naturaleza carcinogénica. El método propuesto fue el de electrocoagulación para el cual se confeccionó electrodos de aluminio reciclado (chatarra, perfiles de aluminio). El efluente y receta de teñido, en la que se indican las cantidades de colorantes y auxiliares usados en el baño de teñido, fueron proporcionados por una empresa textil de la ciudad de Lima; los colorantes empleados fueron estudiados por espectrofotometría UV-Vis para determinar la concentración residual en los ensayos realizados. Se realizó la caracterización inicial del efluente obteniendo una naturaleza fuertemente alcalina pH=11.66 con carga de color de Absorbancia (λ=517 nm.) 2.045 u.a, turbidez 172 NTU y DQO 1 581.3 mg/L entre los valores más importantes que se relacionan con la presencia del colorante. La conductividad tuvo valores altos de 78 800 us/cm dada la presencia del cloruro de sodio empleado como electrolito en el proceso de teñido, por lo que su presencia favorece el proceso de electrocoagulación ahorrando en adición de electrolitos y requiriendo menor potencial de celda con lo que se consume menos energía. Los ensayos se realizaron en rango de pH 6.5-8.5 con previo acondicionamiento de pH a valores próximos a 7. En una primera etapa se realizó pruebas a volúmenes de 150 mL del efluente a distintos tiempos a densidad de corriente de 5A/dm2 para hallar la cantidad de aluminio que logra una buena remoción y a partir de la razón Aluminio - colorante removido se trabajó en el reactor batch a escala laboratorio con electrodos monopolares conectados en paralelo para volúmenes de 2 litros a las condiciones de densidad de corriente 4 A/dm2, amperaje 17 A, voltaje promedio de 2.65 V y tiempo de residencia=51 min logrando remoción global de los colorantes tipo reactivo de 99.23% con valores similares para cada colorante presente en el efluente, turbidez 99.65% y DQO 42%.

The present work deals with the problem of the effluents of textile dyeing, specifically those of dyeing of cotton fabrics with reactive type dyes which are the most used in the national industry to give bright colors and to offer better solidities to the wash (permanence of the color in the textile), nevertheless part of the dye that is not fixed to the fabric is hydrolyzed with the water and remains in the bath of dyeing, forming with the present auxiliary of dyeing the effluent that is discharged to the system of sewage without previous treatment or very basic to adapt the pH. A small amount of dye is capable of giving intense colors that hinder the natural passage of light, putting at risk the aquatic life of animals and plants. It is also important to remove the dyes before being treated by traditional methods such as those used in chlorine since they can generate organochlorine compounds of a carcinogenic nature. The proposed method was that of electrocoagulation for which electrodes were made from recycled aluminum (scrap metal of aluminum). The effluent and dyeing recipe, in which the quantities of dyes and auxiliaries used in the dyeing bath are indicated, were provided by a textile company of the city of Lima; the dyes used were studied by UV-Vis spectrophotometry to determine the residual concentration in the tests carried out. It was carried out the initial characterization of the effluent obtaining a strongly alkaline nature pH=11.66 with color load of Absorbance (λ=517 nm.) 2.045 u.a, turbidity 172 NTU and COD 1 581.3 mg/L among the most important values that are related to the presence of the dye. The conductivity had high values of 78 800 us/cm due to the presence of the sodium chloride used as electrolyte in the dyeing process, so its presence favors the electrocoagulation process saving in electrolyte addition and requiring less cell potential so less energy is consumed. The tests were carried out in the range of pH 6.5-8.5 with previous pH conditioning to values close to 7. In a first stage, tests were carried out on volumes of 150 mL of the effluent at different times at a current density of 5A/dm2 to find the amount of aluminum that achieves a good removal and from the aluminum-dye ratio removed, work was done in the batch reactor at laboratory scale with monopolar electrodes connected in parallel for 2-liter volumes at current density conditions 4 A/dm2, amperage 17 A, average voltage 2. 65 V and residence time=51 min achieving global removal of reactive type colorants of 99.23% with similar values for each colorant present in the effluent, turbidity 99.65% and COD 42%.