5.2 Demonstrating the decay of information
5.2.3 Decay of Information
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
5.1 DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN LOS ANÁLISIS A LOS
EFLUENTES LÍQUIDOS EN DIFERENTES PUNTOS DEL PROCESO
5.1.1 Concentración de Sulfuro de Sodio
El sulfuro de sodio se emplea específicamente para el pelambre. Como podemos ver en el gráfico Nº 2 la concentración de sulfuro en el agua residual de pelambre no es constante, el valor máximo alcanzado fue de 5174 ppm y el mínimo 3560ppm. Para las cinco muestras analizadas se obtuvo un valor promedio de 4338 ppm (ver cuadro Nº 2).
La variabilidad de los resultados es debido a la condición y cantidad de las pieles a tratar, que determina una mayor o menor cantidad de reactivos químicos así como de agua.
Para la concentración de sulfuros en los efluentes finales el resultado nos muestra la tabla y el gráfico Nº 11.
Estos valores que en promedio es 183 ppm son considerados altamente tóxicos.
5.1.2 Concentración de Cromo
Las concentraciones de Cr2O3 determinados en los diferentes puntos
de muestreo tuvieron los siguientes resultados.
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En los efluentes de curtido una concentración máxima de 5946 ppm y una mínima de 2446 ppm con un valor promedio de 3355 ppm (Ver Tabla Nº 3 y gráfico Nº 6).
Esta variación en las concentraciones se debe a las determinaciones del peso de la piel a tratar, la que se realiza en forma arbitraria (tanteo).
En los efluentes finales se obtuvo una concentración máxima de 224 ppm y la mínima de 122 ppm, alcanzando un valor promedio de 172 ppm (Ver Tabla Nº 4 y gráfico Nº 12).
La menor concentración de óxido de cromo determinado en los efluentes finales respecto a las concentraciones de los efluentes de curtido, están en relación con los volúmenes de agua que se utilizan en los diferentes procesos de curtido de cuero.
5.1.3 Concentración de Sólidos Totales
Los efluentes de pelambre y curtido, según las muestras analizadas son los que presentan mayor cantidad de sólidos totales, las concentraciones promedio en estas etapas le proceso son:
61467 ppm (Ver tabla Nº 2 y Gráfico Nº 2) y 80280 ppm (Ver tabla Nº 3 y gráfico Nº 7) respectivamente.
Estas altas concentraciones son causadas básicamente por la presencia de materia orgánica y componentes inorgánicos (Sal, cromo, cal, etc.).
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En los efluentes finales la concentración en promedio es 6928 ppm, mucho más bajo comparado con los resultados anteriores, sin embargo muy por encima de los límites máximos permisibles.
5.1.4 Unidades de pH
En la tabla Nº 2 y el gráfico Nº 3 se observan los resultados de las medidas de pH en el pelambre encontrándose estas en el rango de 11,1 como mínimo y 12,8 como máximo; un pH bastante alcalino, el cual se debe principalmente a la utilización de productos químicos alcalinos (sulfuro y cal).
En los efluentes de curtido encontramos un pH de 3,6 como mínimo y 4,2 como máximo (Ver tabla Nº 3 y gráfico Nº 8) lo que demuestra que los vertidos de esta sección son ácidos debido al uso de compuestos ácidos, tales como ácido sulfúrico esto porque en el curtido las sales de cromo cumplen su función en medio ácido.
En los efluentes finales de pH determinado como valor promedio es 9 lo cual se considera aceptable (ver Tabla N'4 y gráfico Nº 14).
5.1.5 Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5)
La Tabla Nº 2 y el gráfico 4 nos muestra los resultados obtenidos de DBO5 en el pelambre; estos se encuentran en un rango de 5976 ppm
a 11210 ppm; esta alta concentración es producto de la gran cantidad de materia orgánica presentes en los efluentes de pelambre.
En los efluentes de curtido el rango varía entre 3216 ppm y 5328 ppm (ver tabla Nº 3 y gráfico Nº 9) valores mucho menores que los determinados anteriormente, y para los efluentes finales el rango es
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entre 1444 ppm y 1792 ppm (ver tabla Nº 4 y gráfico Nº 15). La menor demanda de oxígeno en los efluentes finales es originada por la baja concentración de materia orgánica presente en estos efluentes.
5.1.6 Demanda Química de Oxígeno (DQO)
Los valores más altos de DQO se encuentran en los efluentes de pelambre, cuyos valores oscilan entre 10310 ppm y 14590 ppm, estos valores altos son debido a las altas concentraciones de sulfuros (ver tabla Nº 2 y gráfico Nº 5).
En el efluente de curtido se puede observar valores desde 3980 ppm hasta 6500 ppm (ver tabla Nº 3 y gráfico Nº 10); estos valores altos se deben a las sales de cromo.
En el efluente final el promedio de DQO es 5658 ppm (ver tabla Nº 4 y gráfico Nº 16) valor elevado por las sales de cromo y los sulfuros.
5.2 PRUEBA DE JARROS
En la tabla N"5 se presentan los resultados para determinar la cantidad de FeCl3 a usar.
Usando 300 ppm se obtiene un clarificado muy bueno pero el DQO del clarificado es mayor que usando 200 ppm y 100 ppm respectivamente. Comparando la dosis de 100ppm y 200ppm, la dosis de 100 ppm rinde prácticamente como la de 200 ppm, pero los costos serán menores. Los resultados obtenidos con dosis bajas 100 ppm han sido muy buenos.
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5.3 DE LOS RESULTADOS A NIVEL LABORATORIO
En la tabla Nº 6 y los gráficos del 17 al 21 se presentan los resultados obtenidos a escala laboratorio.
Se ha logrado disminuir las concentraciones, de sulfuro de sodio en un promedio de 83%; la disminución de Cr2O3 fue de 84% en promedio;
los sólidos totales bajaron en promedio 94% en el DBO se obtuvo una reducción en promedio del 67% en el DQO la reducción promedio fue 70% con estas reducciones la mayoría de las concentraciones están dentro de los límites máximos permisibles (LMP) (ver anexo límite máximos permisibles).
5.4 DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS A NIVEL DE PLANTA PILOTO. Como se podrá observar en las tablas y gráficos a continuación se han obtenido mejores resultados de los que en un principio se esperaba.
La Tabla Nº 7 y el gráfico Nº 22 muestran valores iniciales, finales y e porcentaje de reducción de Na2S. La reducción ha sido
significativa lográndose reducir hasta el 92% y en promedio el 88% de la concentración de sulfuros presentes en el efluente inicial, obteniéndose el efluente final con concentraciones entre 12 y 28 ppm, valores que Se acercan a las concentraciones permisibles para descargar al alcantarillado que es de 10ppm (ver anexo 2 y apéndice).
En la tabla Nº 8 y el gráfico 23 se pueden observar los resultados de la reducción de Cr2O3; se ha obtenido una reducción en
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promedio de 91% obteniéndose un efluente final con Concentraciones que van desde 9 hasta 19ppm
Este porcentaje de reducción mucho más significativo que el obtenido en laboratorio se debe a que en planta piloto se logra estabilizar mejor el pH entre 8 - 8.5, que es el pH de precipitación del cromo. A pesar de esta significativa reducción, el valor obtenido aún pasa ligeramente las concentraciones permisibles, sin embargo esta reducción es importante si tenemos en cuenta que en el Perú solo el 21.75% de las curtiembres se halla por debajo del valor permitido, que es 5.0 mg/litro. Las demás curtiembres peruanas tienen un valor promedio de 510 mg/litro (Ver anexo 2 y apéndice) En cuanto a la reducción de sólidos totales (ver tabla Nº 9 y gráfico
Nº 24), se ha logrado reducir hasta el 97% obteniéndose concentraciones para el efluente final entre 146 y 373 ppm. todos estos por debajo de los límites permisibles que es de 1000 ppm (ver anexo 2 y apéndice).
En la tabla Nº 10 y gráfico Nº 25 se resumen los resultados para al reducción de DBO5, como puede observarse en todos los casos se
obtiene valores inferiores a 500 ppm con un valor medio de 433 ppm, alcanzado una reducción media de 68%, y el porcentaje más alto Gen 72%. Estas concentraciones en el efluente final se encuentran por debajo del límite permisible para descarga en alcantarillado 1000ppm (ver anexo 2 y apéndice).
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La reducción de DQO se muestra en la tabla 11 y el gráfico 26, se ha conseguido una reducción bastante significativa con valor promedio de 80%.
Las concentraciones obtenidas en el efluente final está todas muy por debajo del límite permisible 2500 ppm (ver anexo 2 y apéndice).
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CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES
Los principales contaminantes en los efluentes residuales de curtiembre son el sulfuro, el cromo, y la materia orgánica en general, expresada en forma de DBO5 y DQO.
Existen grandes variaciones temporales en la composición y características del efluente ya que la mayoría de los procesos se realizan por cargas.
No existe ninguna correlación en cuanto a valores punta de pH y DQO. Es prácticamente imposible mantener una homogeneidad en las
características del agua residual de curtiembre.
Con el tratamiento propuesto se ha obtenido muy buenos resultados tanto a escala laboratorio como de planta piloto.
Se definió como mejores condiciones de operación la dosis de 100 ppm de FeCl3 y posterior adición de Ca(OH)2 hasta situar el pH de la mezcla
en 8 – 8.5 aprox.
Para una mejor eficiencia, el pH debe ser controlado continuamente. Si se realiza la recirculación de parte de los fangos producidos se puede
reducir la dosificación de reactivos, además estos contribuyen a regular y estabilizar el pH.
El cromo precipita como hidróxido de cromo a un pH de 8 - 8.5, trabajar a este pH garantiza su eliminación del efluente.
Los sulfuros se eliminan por precipitación ya sea como azufre o sulfuros ferrosos (FeS).
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El cromo (III) es la forma más estable de cromo de acuerdo a las condiciones de pH de la floculación a pH 8.5.
En la floculación la hidrólisis ácida del FeCl3 tiende a disminuir pH.
La agitación en el tanque de mezcla se realiza con aire a presión de 0.7 a 1 psi manteniendo en todo momento el sistema saturado de oxígeno. Esta agitación mucho más intensa que la realizada en el laboratorio mejora el contacto entre los sólidos en suspensión y el agente floculante. El efecto oxidante del oxígeno disuelto ayuda al descenso en el valor del
DQO.
Una dosificación elevada de coagulante y floculante causa un aumento del DQO.
De la planta piloto se obtiene un efluente libre de olor y color, con niveles de sólidos totales, DBO5 DQO por debajo de los límites permisibles para
descarga en alcantarillado.
Un tratamiento secundario del tipo biológico no es justificable dado que los valores de DBO5 y DQO medidos a la salida de la planta piloto son
inferiores al límite permisible. Por otra parte el destino del efluente una vez tratado será el vertido al alcantarillado.
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CAPITULO VII
RECOMENDACIONES
Establecer un control estricto del pH. En la medida de las posibilidades se recomienda instalar un electrodo de pH situado en el tanque de mezcla este controlará el pH una vez añadido el floculante.
Usar racionalmente los insumos químicos, ya que sobre dosificaciones aumentan el DQO, además subirán costos de tratamiento.
Una vez iniciado la floculación la agitación debe ser lenta para no romper los flóculos formados.
Instalar un sistema de dispersión de líquido en la tubería de entrada de efluente al decantador para evitar turbulencias en la parte cónica y por lo tanto lodos en el efluente clarificado.
Debe considerarse la recuperación y reutilización del cromo y sulfuro, para reducir a un más la carga contaminante.
Otra alternativa para reducir la concentraciones de Cromo y sulfuros es la utilización de enzimas en el pelambre y un curtido alternativo con el uso de silicato alcalino de aluminio como agente curtidor. Los silicatos no tienen acción tóxica en el efluente y se pueden eliminar casi totalmente por clarificación.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1) Adzet, J. M. “Química Técnica de la Tenería” edit. Romanya / Valls. Buenos Aires, 1985.
2) Claos I. y Marcos. “Manual Básico de Residuos Industriales de Curtume SENAI/RS Porto Alegre, Brasil. 1994. 3) Melger, D. “Elementos de Tecnología del Cuero. Procesos de Curtición, Control de Calidad y Maquinaria”. Tomo I MlTlNCl - Huancayo - Perú.
4) López G.,
Hernández, M.
“Manual de Métodos de Análisis para el Químico Curtidor” 1ª edición. Ed. Centro de investigación y Asistencia Técnica Tecnológica del Estado de Guanajuato, A.C. México, 1986. 5) Cantera, Carlos. “Tecnología que reducen el consumo de
insumos químicos y la carga contaminante en los efluentes de curtiembre”. Edit. lNTl. Buenos Aires - Argentina, 1984.
6) CEPIS “Guía Técnica para la minimización de residuos en curtiembres”. Lima - Perú, 1993. 7) ROHM Brasileira
lndustria Química LTDA.
“Tecnologías que reducen el consumo de insumos químicos y la carga contaminante en los efluentes de curtiembre”. Edit. lNTl. Buenos Aires -Argentina, 1984.
8) A.S.J.M. “Manual de Aguas para Usos Industriales". Ed.
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Limusa S.A. 2a ed. México, 1993.
9) Jost, P.T. “Tratamiento de efluentes de curtiembre” Confederación Nacional de Industria. Departamento de Asistencia a Media y Pequeña Industria”. Río de Janeiro, 1990. 10) A.W.W.A “Standard Methods for the examination of
waster and wastewater” 15th edition, 1980. 11) UNITEC C&T Curso: “Tecnología para el tratamiento
residuos industriales”. Universidad Nacional Ingeniería. Lima. Marzo, 1996.
12) Vergara, Francisco. “Tratamiento de Aguas Industriales”. Edit. Kavi - Editores S.A. Lima - Perú, 1984.