Choosing a modus: A systematization of the cost, risk and utility

4.1.

ETAPA I

- Los resultados que se presentan en la Figura 11, indican los valores obtenidos en Sólidos Suspendidos del efluente proveniente del lavado de pulpa de la empresa papelera TRUPAL S.A. se ve afectada por los valores de pH, tanto para el Policloruro de Aluminio y el Sulfato de Aluminio que fueron usados como coagulantes en el tratamiento. Para ambos casos, luego del análisis experimental, los mejores resultados se presentaron a pH de 4.01 (valor de procedencia de la muestra). Se obtuvo de esta manera 340 ppm de Sólidos Suspendidos para el Policloruro de Aluminio y 775 ppm para el Sulfato de Aluminio; es importante mencionar que los resultados obtenidos para los valores de pH (5.32 y 6.55) no fueron significativos; además la diferencia no es mucha y no se considera como una opción rentable, pues implica gasto de Hidróxido de Sodio para efectuar la variación del pH en el efluente. Por otro lado, se observa una ventaja de 435 ppm en los sólidos suspendidos obtenida por el Policloruro de Aluminio sobre el Sulfato de Aluminio; esto debido a que el Policloruro de Aluminio desestabiliza mejor las partículas coloidales, permitiendo que estas se junten entre sí formando coágulos que posteriormente se aglomeran conformando flóculos de mayor tamaño, enviándolos hacia abajo por efecto de la gravedad. Además de ello, tiene una clara ventaja sobre el Sulfato de aluminio pues trabaja a un rango amplio de pH (de 3 a 9), genera menor residual de aluminio y no agrega sulfatos al agua.

- Los datos de Turbidez de la Figura 12, muestran que el mejor resultado a pH 4.01, se obtiene con el Policloruro de Aluminio obteniendo 74.61 NTU que representa una clara diferencia entre los 411.10 NTU logrados con el Sulfato de Aluminio. Para el caso del Policloruro de Aluminio los resultados obtenidos con los otros valores de pH analizados no es significativa y no se considera pues implicaría un gasto en Hidróxido de Sodio innecesario, por lo que mejor se trabaja al pH que proviene la muestra. La ventaja del Policloruro de aluminio es que aglomera la mayor cantidad de las partículas en suspensión que son las responsables de la turbidez del agua.

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4.2.

ETAPA II

- En la segunda etapa, de la Figura 13, el mejor resultado obtenido a pH 4.01 para el Policloruro de Aluminio se obtuvo a una concentración de 500 ppm, logrando 305 ppm de Sólidos Suspendidos. Este valor se toma como óptimo, pues se produce antes de la inversión de la carga de la partícula que se da con 600 ppm, que formaron gran cantidad de microflóculos con tamaños muy pequeños cuyas velocidades de sedimentación fueron muy bajas y que influyeron en la turbidez final del efluente logrado. Así pues, en la Figura 16 observamos los valores de turbidez hallados, obteniéndose 77.82 NTU a 500 ppm que no difiere mucho con las otras concentraciones analizadas y por ende no son tomadas en cuenta porque representaría un gasto innecesario de coagulante. Además, afectan considerablemente a los sólidos disueltos del efluente final.

- Las Figura 18, no indica que el valor obtenidos para los sólidos suspendidos usando como coagulante el Sulfato de Aluminio, se logró a 500 ppm al igual que con el Policloruro de Aluminio, logrando 275 ppm de sólidos suspendidos que tiene una diferencia de 30 ppm sobre el valor obtenido por el Policloruro de Aluminio. Sin embargo, no se recomendaría usar el Sulfato de Aluminio, pues aumenta considerablemente los sulfatos en el agua y este es un parámetro condicionado por legislación (LMP 1000 ppm); además que los flocs formados son muy pequeños y poco consistentes, lo cual demanda un tiempo muy largo para sedimentar. Por otro lado, la turbidez obtenida fue de 128.10 NTU la que queda atrás comparada con la obtenida por el Policloruro de Aluminio.

- Con respecto al Volumen de Lodo con ambos coagulantes a pH óptimo, evaluados a un mismo tiempo de 20 minutos y para una concentración óptima de 500 ppm; observamos en la Figura 17, que se obtuvo 34.38 mL de Volumen de Lodo para el Policloruro de Aluminio y 68.75 mL para el sulfato de Aluminio que viene a ser casi el doble. Concordando con Huaili Zheng, quien nos demuestra que el Policloruro de aluminio como coagulante inorgánico y de base de sal polimérica, puede reducir los lodos entre un 25 – 75 %, gracias a que genera lodos de alta densidad que hacen fácil su disposición.[7]

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4.3.

ETAPA III

- Para esta última etapa del proceso, si bien se trabajó a una cantidad estándar de floculante de 4 ppm, no reaccionaron de la misma manera. Esto se observa en la Figura 23 indica que el mejor resultado para los sólidos suspendidos obtenidos se logró usando como coagulante el Policloruro de aluminio. Obteniéndose con el Floculante Catiónico, 265 ppm logrado gracias a la agrupación de las partículas neutralizadas a pH y concentración óptima, que con la ayuda del floculante se tuvo un mejor engrosamiento del flóculo aumentando su volumen, peso y cohesión; haciéndolo que precipite con mayor éxito. Por otro lado, la turbidez también se vio afectada de manera positiva, pues si observamos la Figura 26, veremos que el polielectrolito catiónico mostró una mejor acción, obteniéndose un valor de 28.37 NTU, debido a que la adherencia entre flóculos sea la mejor y se dé una sedimentación rápida gracias a la acción de su bajo peso molecular, originando más efectivos mecanismos de puentes.

- Para la combinación con Sulfato de Aluminio, también se obtuvo como mejor resultado con el Floculante Catiónico, según la Figura 28, se logró 280 ppm de sólidos suspendidos. Este valor tiene una diferencia mínima con respecto al dato obtenido con solo la aplicación del Sulfato de Aluminio como coagulante, probablemente por un error de lectura al momento del cálculo. Sin embargo, para avalar este resultado, en la Figura 31, tenemos que el mejor resultado de turbidez se obtuvo también con el Floculante Catiónico, con 92.04 NTU. De esta manera se comprueba la efectividad del Floculante Catiónico para la clarificación en este tipo de efluentes que como electrolito cargado positivamente posee en sus largas cadenas, una carga eléctrica positiva gracias a los grupos aminos que posee y el amonio cuaternario que es capaz de remover la turbidez.

- Con respecto al acondicionamiento de los lodos, se puede observar en la Figura 32, donde se obtuvo 18.75 mL de volumen de lodos que comparado con el resultado obtenido con el Policloruro de Aluminio como coagulante, es 3 veces menos (Volumen de lodos 43.88 mL, datos de la Figura 27); sin embargo los flocs obtenidos fueron mucho más pequeños, aunque consistentes, y con el Policloruro fueron más grandes y consistentes, lo que permite una mejor separación mecánica de los lodos. Así pues, se corrobora la ventaja que tiene la mezcla lograda con el Policloruro de Aluminio y el Floculante Catiónico, sobre el Sulfato de Aluminio con el floculante de la misma Naturaleza.

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- En la Tabla 3, se muestra un resumen de las mejores combinaciones logradas con Policloruro de aluminio y Sulfato de aluminio como coagulantes, donde el otro parámetro importante analizado fue la Demanda Química de oxígeno (DQO). El valor obtenido para el Policloruro fue de 1204.16 ppm, que representa un porcentaje de remoción de DQO de 90.21%; y para el Sulfato de Aluminio el valor obtenido fue de 1096.62 ppm, que representa 91.1% de remoción de DQO. Estos resultados obtenidos contrastan con el trabajo realizado por Farooq Sher en su “Tratamiento de Efluentes de polímero industrial, mediante coagulación y floculación”, en donde logró remover la DQO con una eficiencia entre 80-98% [6]. Por otro lado se supera la eficiencia lograda en el trabajo realizado por Huali Zheng “Investigaciones del proceso de coagulación-floculación para optimizar el rendimiento, modelo de predicción y la estructura fractal del tamaño de los flóculos”, donde obtuvo una eficiencia de 75%. [7]