Reducción de la materia orgánica en aguas residuales mediante el grafeno en polvo como tratamiento secundario

Abstract

La presente tesis de investigación trata sobre una evaluación de la capacidad del grafeno en polvo para reducir la materia orgánica del agua residual a nivel de tratamiento secundario medido con el parámetro de la Demanda Química de Oxígeno (DQO). El método empleado para el trabajo de tesis consistió en obtener muestras de agua residual sintética generadas a partir de un colorante líquido de uso alimentario (rosado princesa, de la marca Fratello), donde se observó la capacidad de adsorción del Grafeno en polvo. Esto implicó la dilución con agua destilada para obtener distintas concentraciones de materia orgánica reflejada en los cambios del parámetro DQO. Como patrón de referencia se empleó al carbón activado granular, para comparar con la eficiencia en el uso del Grafeno en varias etapas de pruebas. Para el diseño experimental se utilizó el modelo factorial de dos niveles de fluctuación 2k, que al tener 3 variables independientes el diseño factorial sería de 23, o sea 8 experiencias, por replica, se realizaron dos replicas. Previo a la metodología planteada se iniciaron pruebas de capacidad de reducción del color en función al tiempo, para de esta manera obtener los tiempos de contacto y concentración del Grafeno a emplear habiéndose obtenido tiempos de 5 a 60 minutos y de 1 a 4 g/l de concentración respectivamente. Los resultados obtenidos muestran que el comportamiento del Grafeno para reducir la materia orgánica alcanzaría valores del 50% de eficiencia en solo 5 minutos, y un 100% de eficiencia en un tiempo aproximado de 10 minutos para la reducción del color.

This research thesis deals with an evaluation of the ability of graphene powder to reduce organic matter in wastewater at the secondary treatment level measured with the Chemical Oxygen Demand (COD) parameter. The method used for the thesis work consisted of obtaining synthetic wastewater samples generated from a liquid food coloring dye (princess pink, from the Fratello brand), where the adsorption capacity of graphene powder was observed. This involved dilution with distilled water to obtain different concentrations of organic matter reflected in the changes of the COD parameter. As a reference standard, granular activated carbon was used, to compare with the efficiency in the use of Graphene in various stages of tests. For the experimental design, the factorial model of two levels of fluctuation 2k was used, which having 3 independent variables the factorial design would be 23, that is, 8 experiences, per replicate, it should be noted that two replications were carried out. Prior to the proposed methodology, tests of color reduction capacity were started as a function of time, in order to obtain the contact times and concentration of the Graphene to be used, having obtained times of 5 to 60 minutes and 1 to 4 g / l concentration respectively. The results obtained show that the behavior of Graphene to reduce organic matter would reach values of 50% efficiency in just 5 minutes, and 100% efficiency in approximately 10 minutes in color reduction.