Electrocoagulación (CE) para el tratamiento de aguas (residuales)
1. & nbsp; Teoría detrás del proceso
Cuando se aplica corriente eléctrica a las placas de Fe (lo mismo sucede con el Al), se forman sales de hidróxido de Fe (precipitación de Fe) in situ debido a la disolución de los ánodos de Fe (0) sacrificatorios. Fe (0) se oxida a Fe (II) disuelto que luego se oxida más a Fe (III). El agua se reduce en gas hidrógeno (H 2 ) e iones hidroxilo (OH - ) en el cátodo, y estos iones hidroxilo pueden combinarse con los iones metálicos para formar hidróxidos metálicos. La tasa de formación de estas especies está directamente relacionada con la intensidad de la corriente aplicada, ya que su formación está limitada por la transferencia de electrones. Después de su formación, los iones metálicos y los hidróxidos metálicos actúan como coagulantes en el proceso de coagulación. El pH es un factor importante en el tratamiento con CE, ya que determina la especiación de los complejos de iones metálicos formados (Fe (OH) 2+ , Fe (OH) 4- , Fe (OH) 3 , Fe 2 (OH) 2 4+ ), como se muestra en la figura 1.2, y debido a su polaridad, atraen contaminantes. La mayoría de estos complejos se disuelven mal en agua y, por lo tanto, precipitarán y retirarán los contaminantes del agua.
& nbsp; En la Figura 1.1 se ofrece una descripción general de las reacciones que tienen lugar en el tratamiento con AE.
Figura 1 - 2 Complejos metálicos creado durante la electrocoagulación de Al y Fe
2. & nbsp; Ventajas EC
El punto fuerte de la tecnología es la eliminación de una amplia variedad de contaminantes: & nbsp;
- DQO / BOD
- Iones de metales y metales pesados
- Sólidos suspendidos
- Fosfatos
- Sólidos coloidales
- Compuestos coloreados
- Sólidos disueltos
- Surfactantes
- Grasa, aceite y grasa
- Sílice
- Dureza
- Diésel
- Compuestos orgánicos complejos
- Bacterias y virus & nbsp;
Las ventajas de la electrocoagulación, además de la amplia gama de contaminantes que se pueden eliminar, son:
- Sin adición adicional de productos químicos
- Menor producción de lodos
- El lodo es fácil de deshidratar (hasta un 60% de MS), sin adición de productos químicos
- Menores CAPEX y OPEX con respecto al pretratamiento físico-químico clásico
- Equipo simple sin elementos móviles
- Tratamiento incoloro e inodoro
- Buena sedimentación de flóculos
- Se eliminan incluso los coloides más pequeños
- Bajo consumo de energía
- Separación de lodos por simple sedimentación
- Construcción compacta en contenedor, enchufe y amp; jugar
- Huella reducida
Dependiendo del tipo de aguas residuales, la tecnología se puede implementar en un sistema ZLD como:
- Tratamiento previo de pulido
- Después del tratamiento
Figura 2‑1 Eliminación de color con EC
Punto de atención
El rendimiento y la eficiencia energética, aunque dependen de la configuración de la celda de electrocoagulación y la conexión de los ánodos, también están relacionados con las reacciones que ocurren en la interfaz de la solución del electrodo.
En particular, la formación de películas u óxidos pasivos inhibe la disolución y restringe la reacción de transferencia de carga en la interfaz del ánodo y la solución y esto conduce a un consumo excesivo de electricidad y reduce la eficiencia energética del proceso. El consumo excesivo de energía, la uniformidad en la disolución y el ensuciamiento de los ánodos son los principales problemas que pueden ocurrir.
Con el know-how de EColoRO, QStone Capital y Lenntech han logrado superar estos problemas optimizando el diseño en términos de soluciones hidráulicas y eléctricas.
3. & nbsp; El sistema CE
El reactor de Electrocoagulación es el reactor que trata electroquímicamente las aguas residuales. El tratamiento eliminará las partículas de DQO / DBO, sílice, TSS, turbidez, metales pesados, dureza, componentes parcialmente nitrogenados, fosfato y color. Todos estos componentes serán capturados en los flóculos de coagulación y serán removidos del agua por sedimentación o flotación.
Generalmente, la unidad de electrocoagulación consta de:
- Detección y neutralización
- Reactor EC
- Tanque de coagulación
- Unidad de flotación o sedimentación
- Recipiente de almacenamiento de sal / productos químicos + bombas dosificadoras
- Inversores que suministran la corriente requerida
- Filtro prensa externo / sistema de deshidratación
4. & nbsp; Aplicación
Dada la variedad de eliminación de contaminantes, la tecnología EC se puede aplicar a los siguientes tipos de industrias:
- Textil
- Pulpa y papel
- Automotriz
- Química y farmacéutica
- Cosméticos y detergentes
- Aeropuertos
- Pintura
- Residuos sólidos
- Plástico
- Cervecerías y bodegas
- Mataderos
- Doméstico y hotelero
- Frutas y verduras
- Tratamiento del agua de lastre
- Torres de enfriamiento
5. & nbsp; Ejemplos de sistemas completos
Los sistemas descentralizados estandarizados se basan en el flujo a tratar:
- 25-50 m 3 / día & ndash; Contenedor de 20 pies
- 100-300 m 3 / día & ndash; Contenedor de 20 pies
- 300-500 m 3 / día & ndash; Contenedor de 40 pies
- Más de 500 m 3 / día & ndash; Varios contenedores de 40 pies
Ejemplo 1. Planta piloto de 1 m 3 / h
Figura 5‑1 piloto EColoRO
Ejemplo 2. Empresa cervecera en Uganda
- Pienso: efluente anaeróbico
- Capacidad: 25 m3 / h
- Objetivo: eliminación de fosfatos
Figura 5-2 Sistema EC instalado en una fábrica de cerveza en Uganda
Figura 5‑3 Vista interior del sistema EC entregado a una fábrica de cerveza en Uganda
Ejemplo 3. Manipulador de residuos sólidos industriales en los Países Bajos
- Piensos: vertederos de filtración (cenizas de fondo y desechos de dragado)
- Capacidad: 25 m3 / h
- Objetivo: eliminación de metales pesados
Figura 5‑4 Planta de tratamiento de agua de vertedero
Ejemplo 4. Manipulador de residuos sólidos industriales en los Países Bajos
- Piensos: vertederos de filtración (cenizas de fondo y desechos de dragado)
- Capacidad: 25 m3 / h
- Objetivo: eliminación de metales pesados
Figura 5-5 Cenizas de la incineración de desechos sólidos
Ejemplo 5. Fábrica de teñido de textiles en Tamil Nadu, India
- Piensos: teñido de textiles y amp; proceso de lavado
- Capacidad: 25 m3 / h
- Objetivo: DQO, color, eliminación de dureza
Figura 5‑6 Sistema EC encargado en India
Figura 5‑7 Eliminación de color en aguas residuales textiles
6. & nbsp; Historial de antecedentes
QStone y EColoRO han estado trabajando juntos en la aplicación de EC en Asia desde 2019. Cuando EColoRO tuvo que declararse en quiebra en 2020, QStone estableció una empresa filial QStone EC Water Treatment Solutions con la participación de los fundadores de EColoRO e incorporó a su nómina al antiguo ingeniero de procesos sénior de EColoRO.
En 2021, QStone EC y Lenntech comenzaron a cooperar para mejorar el despliegue de la tecnología de tratamiento de agua EC en Europa y más allá.