Tratamiento de efluentes de la industria cárnica mediante electrocoagulación empleando electrodos de aluminio y hierro

Abstract

La aplicación de la tecnología electroquímica denominada electrocoagulación para el tratamiento de aguas residuales cobró relevancia en el presente siglo, debido al contexto de la sostenibilidad de las actividades humanas para reducir su impacto medioambiental. Además, esta tecnología emergente debe encarar el desafío de obtener ventajas competitivas económicas respecto a las tecnologías convencionales de tratamiento. El presente estudio técnico se origina en respuesta a la problemática de emplear sustancias químicas en el tratamiento de los efluentes provenientes de la industria cárnica. Sustancias que, además de ser costosas, tóxicas y corrosivas, demandan el consumo de agua para su elaboración y generan gran cantidad de lodos. Por estas razones, nuestro objetivo es evaluar la viabilidad técnica y económica de emplear la electrocoagulación, como tratamiento fisicoquímico primario, para remover los contaminantes orgánicos de un efluente generado en la industria cárnica (específicamente, el efluente generado por las actividades de faena y desposte de la empresa Esmeralda Corp S.A.C.). La metodología experimental consiste en organizar el conjunto de pruebas en dos sistemas: por lotes y continuo. El sistema por lotes nos permite analizar los efectos de la densidad de corriente sobre el pH, la temperatura, la conductividad, la turbidez y la remoción de los contaminantes orgánicos (por medio de los análisis de DQO, DBO5 y aceites y grasas). Como resultado de estas pruebas obtenemos los parámetros óptimos de operación y los materiales más adecuados de ánodos y cátodos para el tratamiento del efluente en cuestión. Las pruebas del sistema continuo se realizaron con base en las condiciones óptimas del sistema por lotes; y permiten analizar los efectos del flujo de operación sobre los parámetros mencionados para el sistema por lotes. Con todo ello, calculamos las estimaciones de la inversión, los costos y el beneficio económico del tratamiento por electrocoagulación. Se obtienen mayores beneficios al emplear electrodos de hierro para la electrocoagulación. La remoción de DQO óptima alcanzada para el sistema por lotes es 57.9% en 36 minutos. Mientras que, para la electrocoagulación en continuo se obtuvo una remoción óptima de DQO de 51.8% al costo de S/ 7.5/m3.

Electrocoagulation for wastewater treatment became relevant during this century, since it is compulsory to reduce the environmental impact of human activities by supporting sustainable development. In addition, this emerging technology must face the challenge to gain economic benefits over traditional technologies of wastewater treatment. This investigation originated in response to the problem of using chemical substances in the treatment of wastewater from the meat industry. Substances that, in addition to being expensive, toxic and corrosive, demand the consumption of water for their production and generate poorly degradable sludge. For these reasons, our objective was to evaluate the technical and economic feasibility of using electrocoagulation, as a primary or physicochemical treatment, to remove organic contaminants from an effluent generated in the meat industry (specifically, the effluent generated by slaughter activities, stripping and elaborated meat products of the company Esmeralda Corp SAC). The experimental methodology consisted in organizing the test set in two systems: batch and continuous. The batch system allowed us to analyze the effects of current density on pH, temperature, conductivity, turbidity and the removal of organic pollutants (through the analysis of COD, BOD5 and oils and fats). As a result of these tests we obtained the optimal operating parameters and the most suitable materials of anodes and cathodes for the treatment of the effluent in question. The subsequent tests of the continuous system were made based on the optimal conditions of the batch system; and allowed analyzing the effects of the work flow on the parameters mentioned for the batch system. With this, we conclude the estimates of the investment, the costs and the economic benefit of the electrocoagulation treatment. Greater benefits were obtained by using iron electrodes for electrocoagulation. The optimum COD removal achieved for batch system is 57.9% in 36 minutes. Whereas, for continuous electrocoagulation, an optimum COD removal of 51.8% is obtained at the cost of S/ 7.5/m3.