Título
Remoción de cromo hexavalente, presente en aguas residuales industriales por métodos electroquímicos
Autor
CARLOS EDUARDO BARRERA DIAZ
Colaborador
Sergio Alejandro Martínez Delgadillo (Asesor de tesis)
MA. TERESA ORTA LEDESMA (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Sewage--Purification--Chromium removal. - (LCSH) Chromium-plating--Waste disposal. - (LCSH) Electrochemistry. - (LCSH) Agua -- Purificación. - (DGBUNAM) TD758.5.H43 - (LCC) INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA - (CTI) CIENCIAS TECNOLÓGICAS - (CTI) INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE - (CTI) CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA - (CTI)
Resumen o descripción
126 páginas. Doctorado en Ciencias e Ingeniería Ambientales.
En esta investigación se estudia la reducción de Cr(VI) por medio de técnicas electroquímicas, para cumplir con los límites máximos permisibles señalados en la normatividad ambiental. Se realizaron pruebas experimentales con distintos tipos de reactores electroquímicos que emplean electrodos de acero al carbono. Se identificaron tres variables pH, densidad de corriente y régimen de flujo, que afectan de manera decisiva el proceso de reducción de Cr(VI). Asimismo, se realiza un estudio termoquímico de los sistemas Cr(VI)-Cr(III)-H2O-e- y Fe(III)-Fe(II)-H2O-e-, lo cual permite optimizar las condiciones a las cuales la remoción de cromo se lleva a cabo. Con la finalidad de identificar las ventajas que ofrece el uso de la técnica electroquímica sobre los métodos clásicos de reducción química, se compararon dos métodos para remover el Cr(VI) de aguas residuales industriales. Estos métodos se basan en la siguiente reacción de reducción: 3Fe (II) (ac) + Cr (VI ) (ac) ↔ 3Fe (III) (ac) + Cr (III) (ac), Sin embargo la forma en que se añade el ion ferroso es diferente. Cuando se utiliza un método químico se agrega FeSO4⋅7(H2O)(s), mientras que cuando se emplea el método electroquímico el hierro se disuelve del ánodo. Una vez que ocurre el proceso de reducción, se modifica el pH de la solución acuosa con una solución 1M de hidróxido de calcio, para que los iones Cr(III)(ac) y Fe(III)(ac) precipiten. Los resultados experimentales muestran que usando ambos métodos de tratamiento es posible alcanzar una eficiencia de reducción de Cr(VI) del 99.5 %. Sin embargo, el método electroquímico, además de tener un mejor control de proceso, genera una cantidad significativamente menor de lodos residuales (60 %) en comparación con el método químico. Finalmente se propone un modelo matemático para realizar una simulación del proceso. En conclusión, se encuentran las condiciones óptimas para poder reducir al Cr(VI) en forma continua mediante el empleo de un reactor electroquímico de flujo ascendente.
In this research it is studied the electrochemical reduction of Cr (VI), in order to meet the discharge limits indicated in the environmental law. Experimental tests were done using a number of electrochemical reactors that use electrodes made of plain carbon steel. Three main variables were identified, pH, current density and flow, that significantly affects the reduction process of Cr (VI). Based on the chemical and thermodynamic characteristics of the systems Cr (VI)-Cr(III)-H2O-e- and Fe(III)-Fe(II)-H2O-e- the reduction process was optimized. A comparison between the classical chemical precipitation method and the electrochemical means was performed. Although both are based in the same general reaction: 3Fe (II ) (aq) + 3Cr (VI ) (aq) ↔ 3Fe (III) (aq) + Cr (III) (aq), the way in which the required amount of Fe(II) is added to the wastewater, is different for each method. In the chemical method, Fe(II)(aq) is supplied by dissolving FeSO4⋅7(H2O)(s) into the wastewater, while in the electrochemical process Fe(II)(aq) ions are formed directly in solution by anodic dissolution of an steel electrode. After this reduction process, the resulting Cr (III)(aq) and Fe(III)(aq) ions are precipitated as insoluble hydroxide species, in both cases, changing the pH using a 1M solution of calcium hydroxide . Experimental results shows that using both methods a Cr (VI) reduction efficiency of 99.5 % is possible to be achieve. However, the electrochemical option, apart from providing a better form of control, generates significantly less sludge as compared with the chemical process (60 %). Finally, a mathematical model that simulates the process is presented. As a conclusion, optimal conditions for continuous Cr (VI) reduction using a plug flow reactor are found.
Editor
Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información.
Fecha de publicación
enero de 2003
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional Zaloamati
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44