DESINFECCIÓN ELECTROQUÍMICA DE AGUA RESIDUAL PROCEDENTE DE UN EDAR

Transcripción

1 Departamento de Ingeniería Química y Química Inorgánica Universidad de Cantabria (España) DESINFECCIÓN ELECTROQUÍMICA DE AGUA RESIDUAL PROCEDENTE DE UN EDAR M.I García, R. Ibañez, A.M Urtiaga, Inmaculada Ortíz SMALLWAT Noviembre, 2007 Sevilla, España

2 Índice 1. Introducción Procedencia del efluente tratado Caracterización del efluente de salida del EDAR Objetivo 2. Electrooxidación Equipo experimental Principales subproductos de la desinfección Resultados experimentales 3. Conclusiones

3 Índice 1. Introducción Procedencia del efluente tratado Caracterización del efluente de salida del EDAR Objetivo 2. Electrooxidación Equipo experimental Metodos analíticos Resultados experimentales 3. Conclusiones

4 1. Introducción Procedencia del efluente tratado EDAR: Estación Depuradora de Aguas residuales (Cantabria) Población servida: habitantes Pozo de gruesos Pretratamiento: -Tamizado - Desarenado /desengrasado Tratamiento biológico Decantación Vertido

5 1. Introducción Objetivo: Obtener agua regenerada para usos industriales USOS INDUSTRIALES VALOR MÁXIMO ADMISIBLE (VMA) Calidad 3.1 NEMATODOS INTESTINALES E.COLI SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN TURBIDEZ OTROS CRITERIOS a)aguas de proceso, limpieza, refrigeración industrial, excepto en la industria alimentaria b)otros usos industriales No se fija límite ufc/100ml 35mg/l 15NTU Legionella spp: 100 ufc/100ml FUENTE: Proyecto de RD de Octubre de 2006, modifica el RD849/86 Limitaciones generales para la reutilización: Definir los parámetros que permitan determinar la calidad deseada Número de parámetros a determinar: mecanismos de control y precios Capacidad de reacción de la explotación ( los resultados no suelen ser inmendiatos)

6 1. Introducción Caracterización del efluente de salida del EDAR PARAMETROS UNIDADES VALORES COT mg/l 8.2 DQO mg/l O 2 24 DBO 5 mg/l O 2 10 AOX μg/l SS mg/l 5 ph 7.6 Color m N-NH + 4 mg/l < 5 Turbidez Conductividad E.Coli Aerobios totales Cloruros Nitratos Nitritos Fosfatos Sulfatos NTU μs/cm ufc/100ml ufc/100ml mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l E+04 10E

7 Índice 1. Introducción Procedencia del efluente tratado Caracterización del efluente de salida del EDAR Objetivo 2. Electrooxidación Equipo experimental Metodos analíticos Resultados experimentales 3. Conclusiones

8 2. Electrooxidación Tanque de alimentación (20 l) Fuente de alimentación Toma muestras Celda MiniDiaCell 2 BDD Rotrametro, Indicador de flujo mínimo Bomba ( l/h) Filtro de seguridad 100 micras Electrodo: Vaciado Válvula para regular el caudal Ánodo y cátodo de DDB (Diamante Dopado con Boro) soportado sobre Si Reversibilidad de la polaridad: evita la deposición mineral y el fouling orgánico en la superficie del electrodo. Superficie activa : 12.5 cm 2

9 2. Electrooxidación Ventajas : Genera fuertes oxidantes Desinfecta sin la necesidad de añadir químicos Tratamiento rápido Inactivación de Bacterias ( Legionella, E.Coli, Marine H40) y Virus Eliminación de materia orgánica (DQO,COT) y de nitrógeno amoniacal Fácil escalado (módulos) Desinfectantes formados por electrooxidacción: La presencia de cloruros, sulfatos y carbonatos induce a la generación de: Cloro libre Peroxodisulfatos (S 2 O 8-2 ) Perodicarbonatos (C 2 O 6-2 ) También se produce directamente a partir de agua: Peroxido de hidrogeno (H 2 O 2 ) Ozono (O 3 ) Radicales hidroxilo (OH٠)

10 2. Electrooxidación Principales subproductos de la desinfección (SPD) Se producen por la reacción de las especies cloradas y la materia orgánica presente en el agua residual. Cabe destacar los AOX ( Compuestos organo-halogenados adsorbibles) y más especialmente los THM (trihalometanos), que incluyen: CHCl 3 : Cloroformo CHCl 2 Br : Diclorobromometano CHClBr 2 : Dibromoclorometano CHBr 3 : Bromoformo Son considerados como posibles cancerigenos para el ser humano Métodos analíticos: AOX: Método titrimétrico Pirolisis-Adsorción (Standard Methods). ECS 2000 Euroglas THM: Cromatografía de gases con inyección acuosa directa y detector de captura de electrones ( Standard Methods) Hew Packerd 6890, sampler HP7673

11 2. Electrooxidación Resultados experimentales Aniones Condiciones de operación J= 40mA/cm 2 Caudal: 225 l/h CLORUROS CLORATOS Tiempo ( min) Tiempo ( min) FOSFATOS SULFATOS Tiempo ( min) Tiempo ( min)

12 2. Electrooxidación Resultados experimentales E.Coli E.Coli 2.E+05 1.E+05 1.E+05 1.E+05 8.E+04 6.E+04 E.Coli<10 4 ufc/100ml 4.E+04 2.E+04 0.E Tiempo ( min) %Inactivation E.coli(ufc/100m l) Tiempo (min)

13 2. Electrooxidación Resultados experimentales AOX AOX TIEM PO (min) THM THM concentration (ppm) TIEMPO (min) CHCl3 CHBr2Cl CHBr2Cl2

14 Índice 1. Introducción Procedencia del efluente tratado Caracterización del efluente de salida del EDAR Objetivo 2. Electrooxidación Equipo experimental Principales subproductos de la desinfección Resultados experimentales 3. Conclusiones

15 3. Conclusiones El efluente de salida del EDAR tratado contaminado con E.Coli ha sido totalmente desinfectado utilizando electrooxidación, después de un tiempo de contacto de 30 minutos con una intensidad de corriente de 40mA/cm 2, sin la adicción de ningún compuesto químico. En el agua residual de partida no se ha detectado la presencia de cloratos. A medida que transcurre el tiempo de operación la concentración de cloruros disminuye mientras que la de cloratos aumenta, esto es debido a que los cloruros se transforma en cloro gas y cloratos. También se observa la formación de subproductos de desinfección (SPD) durante el tratamiento. En cuanto a los Trihalometanos, el cloroformo es el que presenta mayor concentración, mientras que el Diclorobromometano y el Dibromoclorometano presentan una misma concentración siempre constante. No se ha detectado Bromoformo. Tanto los AOX como los THM presentan un aumento durante la primera media hora y posteriormente disminuyen su concentración, siempre por debajo de los límites permitidos.

16 Departamento de Ingeniería Química y Química Inorgánicag Universidad de Cantabria (ESPAÑA) Grupo Procesos Avanzados de Separación ETSIIyT, Avda. los Castros s/n Santander, Cantabria. SPAIN Tel Fax Programa CONSOLIDER INGENIO (CE-CSD CSD ) 004) Financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia PGT (Plan de Gobernanza Tecnológica gica) Financiado por el Gobierno de Cantabria «We know what we have to do to achieve the sustainability, now it s s time to do it it»

17 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN