ImpactU Versión 3.11.2 Última actualización: Interfaz de Usuario: 16/10/2025 Base de Datos: 29/08/2025 Hecho en Colombia
Proceso avanzado de oxidación fenton integrado con coagulación-floculación o electrocoagulación para el tratamiento de aguas residuales industriales textiles
Colombia es considerada el sexto país con mejor oferta hídrica (2145 m³/s) y el décimo tercero en disponibilidad per cápita de agua (42740 m³) en el mundo. Además, tiene normas ambientales proyectadas para un uso responsable del recurso hídrico, penaliza la dilución de las aguas residuales y delimita concentraciones de diferentes sustancias en el vertimiento. La industria textil colombiana representa 1.2% del PIB nacional y contribuye con el 9% de las exportaciones. Sin embargo, esta involucra altos impactos ambientales debido a la diversidad de las materias primas y reactivos involucrados en sus procesos y al elevado consumo de agua que a su vez genera un gran volumen de aguas residuales. Estos efluentes se caracterizan por contener materia no biodegradable, tóxica, persistente y recalcitrante, elevada DQO y alto contenido de color. El objetivo de este estudio fue el tratamiento de las aguas residuales de una industria textil del eje cafetero resultantes de la etapa de teñido con colorante negro ácido 194 (ARnD) utilizando un Proceso Avanzado de Oxidación (PAO) que permita un tratamiento eficiente y de fácil implementación en planta. Así, se evaluaron los métodos de coagulación-floculación con alumbre asistida por cal (CF, disponible en la industria bajo estudio y que constituye el caso base como método de tratamiento) y de electrocoagulación (EC, alternativa al proceso de CF), la oxidación Fenton (F) como PAO junto a la respectiva neutralización de sus efluentes (F-N), y los procesos secuenciales CF-F-N y EC-F-N. La determinación de las condiciones óptimas de operación de cada uno de ellos se realizó mediante el diseño de experimentos, análisis estadístico, la metodología de superficie de respuesta, herramientas de análisis numérico multivariable y estudios cinéticos. El análisis de su desempeño se enfocó en la degradación de la materia orgánica recalcitrante, el incremento de la biodegradabilidad, la disminución de la toxicidad y los costos. Inicialmente, la ARnD se caracterizó en función de la regulación ambiental vigente (30 parámetros incluidos en la Resolución 0631/2015 del MADS y otros 11 adicionales de especial interés). Entre otras particularidades, el ARnD presentó una elevada carga orgánica (DQO ≈ 3271 mg/L, DBO5 ≈ 648 mg/L y COT ≈ 1271 mg/L), intenso color negro (≈ 46000 U. Pt-Co, concentración de colorante ≈ 928 mg/L), elevada concentración de cromo (Cr6+ ≈ 21 mg/L y Cr,Total ≈ 26 mg/L), bajo índice de biodegradabilidad (IB = DBO5/DQO ≈ 0.20) y alta toxicidad para la Artemia salina (CL10 ≈ 0.08 mg/L). Estas características constituyeron la línea base para la evaluación de la capacidad de tratamiento de los diferentes métodos evaluados. Los resultados mostraron que los métodos de tratamiento primarios CF con alumbre asistido por cal y EC, a condiciones de operación óptimas, no permitieron el cumplimiento de la normatividad ambiental nacional vigente (remueven ca. 63% del DQO). El método de tratamiento F-N fue eficaz ya que alcanzó remociones de 99% del colorante, 99% de cromo y 89% de materia orgánica. La implementación de los procesos secuenciales CF-F-N y EC-F-N aseguró el cumplimiento de la normatividad ambiental, reduciendo la DQO en un 89% y el COT en un 86%. Más aún, se logró remoción de la concentración de colorante y de cromo en un 99% y un 100%, respectivamente. Adicionalmente, el análisis de distribución de pesos moleculares mostró que la carga contaminante residual en todos los procesos se centra en moléculas de peso molecular < 1 kDa y que la toxicidad de los efluentes tratados, varió según el método de tratamiento así: CL10,CF = 0.26 mg/L, CL10,F-N = 0.91 mg/L, CL10,EC = 3.3 mg/L, CL10,CF-F-N = 11.8 mg/L y CL10,EC-F-N = 362 mg/L. Por otro lado, los costos operacionales totales para los métodos de tratamiento que permiten cumplir con las exigencias de la normatividad ambiental se estimaron en COpTCF-F-N ≈ 13.7 USD/m³, COpTF-N ≈ 10.6 USD/m³ y COpTEC-F-N ≈ 7.7 USD/m³. De la comparación de los métodos de tratamiento evaluados, el proceso secuencial EC-F-N fue la mejor alternativa. Además del cumplimiento de la normatividad ambiental (en términos de DQO, DBO5, SST y Cr), este proceso permitió degradar el colorante presente en el efluente, aumentó el IB hasta 0.50 y entregó un efluente tratado no tóxico. Estas características viabilizaron esta alternativa de tratamiento desde el punto de vista ambiental, tecnológico y económico (Texto tomado de la fuente)