ANALISIS DE LA VIABILIDAD EN LA IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE ELECTROCOAGULACION PARA EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES MINERAS PROVENIENTES DE LA MINA DE CARBON LOMA REDONDA EN EL MUNICIPIO DE SAMACA, BOYACA

Se pretende realizar un anlisis de los efectos que trae la aplicacin e implementacin de las tcnicas de la electrocoagulacin en el tratamiento de las aguas mineras generadas por el desarrollo de la explotacin de carbn en la mina Loma Redonda, la cual es explotada y manejada por la empresa CARBONES ANDINOS, y cuyo producto es enviado principalmente a Aceras Paz del Rio, para el desarrollo de los procesos siderrgicos que esta desarrolla.Para desarrollar el objetivo del ejercicio, que es la creacin de una ensayo sobre los posibles beneficios que conllevan la aplicacin e implementacin de tcnicas de electrocoagulacin para el tratamiento de los efluentes mineros que fueron generados por las actividades mineras, para dicho fin se pretende analizar una serie de artculos y escritos desarrollados en experiencias en otros pases, principalmente, y los cuales se encuentran en las bases de datos a las cuales la universidad tiene acceso y de las cuales se pueden obtener una gran cantidad de conocimientos; adems del acceso a las bases de datos que tienen convenio con la universidad, se va a buscar en la internet y en otras bases de datos de acceso libre con el fin a afianzar los conocimientos y desarrollar un ensayo de alta calidad.En un principio se desarrollara una bsqueda de la informacin pertinente para el cumplimiento de los objetivos planteados, en este caso se comenzara con el enunciado de los artculos que posiblemente ayudaran al desarrollo de los objetivos. Algunos de estos son, cabe resaltar que la principal base de datos a ser usada en Science Direct:1. Gatsios, Evangelos; Hahladakis, John N.; Gidarakos, Evangelos; Optimization of electrocoagulation (EC) process for the purification of a real industrial wastewater from toxic metals; Journal of Environmental Management; Vol. 154; Pgs. 117-127; 1 de Mayo de 2015.ABSTRACT:In the present work, the efficiency evaluation of electrocoagulation (EC) in removing toxic metals from a real industrial wastewater, collected from Aspropyrgos, Athens, Greece was investigated. Manganese (Mn), copper (Cu) and zinc (Zn) at respective concentrations of 5 mg/L, 5 mg/L and 10 mg/L were present in the wastewater (pH = 6), originated from the wastes produced by EBO-PYRKAL munitions industry and Hellenic Petroleum Elefsis Refineries. The effect of operational parameters such as electrode combination and distance, applied current, initial pH and initial metal concentration, was studied. The results indicated that Cu and Zn were totally removed in all experiments, while Mn exhibited equally high removal percentages (approximately 90%). Decreasing the initial pH and increasing the distance between electrodes, resulted in a negative effect on the efficiency and energy consumption of the process. On the other hand, increasing the applied current, favored metal removal but resulted in a power consumption increase. Different initial concentrations did not affect metal removal efficiency. The optimal results, regarding both cost and EC efficiency, were obtained with a combination of iron electrodes, at 2 cm distance, at initial current of 0.1 A and pH = 6. After 90 min of treatment, maximum removal percentages obtained were 89% for Mn, 100% for Cu and 100% for Zn, at an energy consumption of 2.55 kWh/m3.RESUMEN:En el presente trabajo, la evaluacin de la eficiencia de electrocoagulacin (EC) en la eliminacin de metales txicos de un agua residual industrial real, obtenida de Aspropyrgos, Atenas, Grecia fue investigado. El manganeso (Mn), cobre (Cu) y zinc (Zn) en concentraciones respectivas de 5 mg / L, 5 mg / L y 10 mg / L estaban presentes en las aguas residuales (pH = 6), se origin a partir de los desechos producidos por EBO -PYRKAL industria de municiones y Refineras Hellenic Petroleum Elefsis. El efecto de los parmetros de funcionamiento tales como la combinacin de electrodos y la distancia, aplica corriente, pH inicial y la concentracin inicial del metal, se estudi. Los resultados indicaron que el Cu y Zn se eliminaron totalmente en todos los experimentos, mientras que Mn exhibi porcentajes igualmente elevados de eliminacin (aproximadamente 90%). Disminuyendo el pH inicial y aumentar la distancia entre los electrodos, se tradujo en un efecto negativo en la eficiencia y el consumo de energa del proceso. Por otro lado, el aumento de la corriente aplicada, favorecido eliminacin de metal pero dado lugar a un aumento del consumo de energa. Diferentes concentraciones iniciales no afect la eficiencia de remocin de metal. Los resultados ptimos, con respecto a tanto el costo y la eficiencia CE, se obtuvieron con una combinacin de electrodos de hierro, a 2 cm de distancia, en corriente inicial de 0,1 A y pH = 6. Despus de 90 min de tratamiento, porcentajes mximos de eliminacin obtenidos fueron 89% para Mn, 100% para Cu y 100% para Zn, a un consumo de energa de 2,55 kWh / m3.

2. Kobya, M.; Oncel, M. S.; Demirbas, E.; Sik, E.; Akyol, A.; Ince, M.; The application of electrocoagulation process for treatment of the red mud dam wastewater from Bayers process; Journal of Environmental Chemical Engineering; Vol. 2; Issue. 4; Pgs. 2211-2220; Diciembre de 2014.ABSTRACT:In this study, the effectiveness of electrocoagulation (EC) process using iron sacrificial electrodes for the removal of waste red mud slurry (RMW) from the aluminium industry was investigated. Effects of current density (1075A/m2), pH (612) and operating time (045min) on the removal of RMW were evaluated to obtain optimum operating conditions. The dissolved metal concentrations of residues in the wastewater at pH 512 were determined. The removal efficiencies of V, Si, Al, As, Mo and Ga present in the wastewater at pH 8, current density of 50A/m2and operating time of 45min were measured as 97.68%, 82.65%, 98.22%, 99.44%, 99.69% and 99.95% in the EC process, respectively. The sludge produced after the EC process was characterized with scanning electron microscope. The amount of sludge and operating cost at the optimum operating conditions were calculated as 2.138kg/m3and 0.813/m3.RESUMEN:En este estudio, se investig la eficacia del proceso de electrocoagulacin (EC) utilizando electrodos de sacrificio de hierro para la eliminacin de suspensin de lodo rojo de residuos (RMW) de la industria del aluminio. Efectos de la densidad de corriente (10-75 A / m2), pH (6-12) y el tiempo de funcionamiento (0-45 min) en la eliminacin de RMW se evaluaron para obtener condiciones ptimas de funcionamiento. Se determinaron las concentraciones de metales disueltos de residuos en el agua residual a pH 5-12. Las eficiencias de remocin de V, Si, Al, As, Mo y Ga presente en el agua residual a pH 8, densidad de corriente de 50 A / m2 y tiempo de funcionamiento de 45 minutos se midieron como 97,68 %, 82,65 %, 98,22 %, 99,44 %, 99,69 % y 99,95 % en el proceso de EC, respectivamente. El lodo producido despus de que el proceso de la EC se caracteriz con el microscopio electrnico de barrido. La cantidad de lodo y el costo de operacin en las condiciones ptimas de operacin se calcula como 2,138 kg / m3 y 0.813 / m3.

3. De Mello Ferreira, A.; Marchesiello, M.; Thivel, P.; Removal of copper, zinc and nickel present in natural water containing Ca2+andions by electrocoagulation; Separation and Purification Technology; Vol. 107; Pags. 109-117; 2 de Abril de 2013.ABSTRACT:Electrocoagulation (EC) is an efficient technique for cleaning wastewater containing heavy metals before discharge in the environment. Studies on EC are usually conducted by adding supporting electrolyte to the medium investigated so as to increase the electrolyte conductivity and improve the sacrificial anodic dissolution of the electrodes. The present study was conducted with low-conductivity natural water (Grenoble tap water) artificially polluted with copper, zinc and nickel. It shows that addition of supporting salts is not necessary to obtain high removal efficiencies. For these metals, elimination rates above 95% were obtained after only 60min of treatment, especially in the case of aluminum electrodes. These high removal efficiencies can be explained by the partial precipitation of copper and zinc before treatment owing to the highest pH value of natural water (compared with distilled water), by pH increase during EC caused by the reduction of water on the cathode, and by possible co-precipitation of calcium carbonate (formed from calcium and bicarbonate ions present in tap water) and metallic hydroxide species produced by the anodic dissolution of the electrodes.RESUMEN:La electrocoagulacin (EC) es una tcnica eficiente para aguas residuales que contienen metales pesados antes de la descarga en el entorno de limpieza. Estudios sobre la EC se realizan normalmente mediante la adicin de electrolito de soporte para el medio investigado con el fin de aumentar la conductividad del electrolito y mejorar la disolucin andica de sacrificio de los electrodos. El presente estudio se realiz con agua natural, de baja conductividad (agua del grifo Grenoble) contaminado artificialmente con el cobre, zinc y nquel. Se muestra que la adicin de sales de apoyo no es necesario obtener altas eficiencias de eliminacin. Para estos metales, tasas de eliminacin por encima de 95% se obtuvieron despus de slo 60 min de tratamiento, especialmente en el caso de electrodos de aluminio. Estas altas eficiencias de eliminacin pueden ser explicados por la precipitacin parcial de cobre y zinc antes del tratamiento debido a el valor ms alto de pH natural del agua (en comparacin con agua destilada), por aumento del pH durante EC causada por la reduccin de agua en el ctodo, y por posible co-precipitacin de carbonato de calcio (formado a partir de calcio y bicarbonato de iones presentes en el agua del grifo) y especies de hidrxido metlico producido por la disolucin andica de los electrodos.

4. Khandegar, V.; Saroha, Anil K.; Electrocoagulation for the treatment of textile industry effluent A review; Journal of Environmental Management; Vol. 128; Pags. 949-963; 15 de Octubre de 2013.ABSTRAC:Various techniques such as physical, chemical, biological, advanced oxidation and electrochemical are used for the treatment of industrial effluent. The commonly used conventional biological treatment processes are time consuming, need large operational area and are not effective for effluent containing toxic elements. Advanced oxidation techniques result in high treatment cost and are generally used to obtain high purity grade water. The chemical coagulation technique is slow and generates large amount of sludge. Electrocoagulation has recently attracted attention as a potential technique for treating industrial effluent due to its versatility and environmental compatibility. This technique uses direct current source between metal electrodes immersed in the effluent, which causes the dissolution of electrode plates into the effluent. The metal ions, at an appropriate pH, can form wide range of coagulated species and metal hydroxides that destabilize and aggregate particles or precipitate and adsorb the dissolved contaminants. Therefore, the objective of the present manuscript is to review the potential of electrocoagulation for the treatment of industrial effluents, mainly removal of dyes from textile effluentRESUMEN:Diversas tcnicas tales como fsica, qumica, biolgica, la oxidacin electroqumica avanzada y se utilizan para el tratamiento de efluentes industriales. Los procesos de tratamiento biolgicos convencionales comnmente utilizados son mucho tiempo, necesita gran rea operativa y no son eficaces para efluente que contiene elementos txicos. Las tcnicas avanzadas de oxidacin resultan en alto coste de tratamiento y se utilizan generalmente para obtener agua de calidad alta pureza. La tcnica de coagulacin qumica es lenta y genera gran cantidad de lodo. La electrocoagulacin ha atrado recientemente la atencin como una tcnica potencial para el tratamiento de efluentes industriales debido a su versatilidad y compatibilidad medioambiental. Esta tcnica utiliza la fuente de corriente directa entre los electrodos de metal sumergidas en el efluente, lo que provoca la disolucin de placas de electrodos en el efluente. Los iones metlicos, a un pH apropiado, pueden formar amplia gama de especies coaguladas y los hidrxidos metlicos que desestabilizan y partculas de agregado o precipitan y adsorber los contaminantes disueltos. Por lo tanto, el objetivo del presente manuscrito es revisar el potencial de electrocoagulacin para el tratamiento de efluentes industriales, principalmente la extraccin de colorantes de efluentes textiles.

5. Oncel, M. S.; Muhcu, A.; Demirbas, E.; Kobya, M.; A comparative study of chemical precipitation and electrocoagulation for treatment of coal acid drainage wastewater; Journal of Environmental Chemical Engineering; Vol. 1; Pgs. 989-995; Diciembre de 2013.ABSTRACT: The present study provided a quantitative comparison between chemical precipitation and electrocoagulation (EC) for removal of heavy metals such as Fe, Al, Ca, Mg, Mn, Zn, Si, Sr, B, Pb, Cr and As from coal mine drainage wastewater (CMDW) at a laboratory scale. The optimum pH for removal of most of heavy metals from CMDW by the chemical precipitation using sodium hydroxide was 8 except for Ca, Sr and B (pH 10 or higher). The removal efficiencies at the optimum pH were varied from 28.4% to 99.96%. Influence of current density and operating time in the EC process was explored on the removal efficiency and operating cost. Results from the EC process showed that the removal of metals present in CMDW increased with increasing current density and operating time. The EC process was able to achieve higher removal efficiencies (>99.9%) at an electrocoagulation time of 40min, a current density of 500A/m2and pH of 2.5 as compared to the results obtained with the chemical precipitation at pH 8. The operating costs at the optimum operating conditions were also determined to be 1.98/m3for the EC and 4.53/m3for the chemical precipitation. The EC process was more effective than the chemical precipitation with respect to the removal efficiency, amount of sludge generated and operating cost. Electrocoagulation has the potential to extensively eliminate disadvantages of the classical treatment techniques to achieve a sustainable and economic treatment of polluted wastewater.RESUMEN:El presente estudio proporciona una comparacin cuantitativa entre la precipitacin qumica y la electrocoagulacin (EC) para la eliminacin de metales pesados tales como Fe, Al, Ca, Mg, Mn, Zn, Si, Sr, B, Pb, Cr y As a partir del carbn drenaje de mina de aguas residuales (CMDW) a una escala de laboratorio. El pH ptimo para la eliminacin de la mayor parte de los metales pesados de CMDW por la precipitacin qumica utilizando hidrxido de sodio fue de 8 a excepcin de Ca, Sr y B (pH 10 o superior). Las eficiencias de remocin en el pH ptimo se variaron desde 28,4% a 99,96%. Influencia de la densidad de corriente y tiempo de funcionamiento en el proceso de la EC fue explorado en la eficiencia de remocin y el costo operativo. Los resultados del proceso de EC mostraron que la eliminacin de los metales presentes en CMDW aument con el aumento de densidad de corriente y tiempo de funcionamiento. El proceso de EC fue capaz de lograr eficiencias de eliminacin ms altos (> 99,9%) a un tiempo de electrocoagulacin de 40 min, una densidad de corriente de 500 A / m2 y pH de 2,5 en comparacin con los resultados obtenidos con la precipitacin qumica a pH 8. Los costos de operacin en las condiciones ptimas de funcionamiento tambin se determin que eran 1,98 / m3 para la EC y 4,53 / m3 para la precipitacin qumica. El proceso de EC fue ms eficaz que la precipitacin qumica con respecto a la eficiencia de eliminacin, la cantidad de lodos generados y el costo operativo. La electrocoagulacin tiene el potencial de eliminar ampliamente las desventajas de las tcnicas de tratamiento clsicos para lograr un tratamiento sostenible y econmico de aguas residuales contaminadas.Adems de los artculos y escritos obtenidos mediante el acceso a la base de datos Science Direct se va a hacer uso de la base de datos ProQuest, la cual nos suministra una cantidad considerable de informacin para refinar an ms el ensayo que se pretende desarrollar. Siguiendo esto se proceder a enunciar algunos artculos de utilidad:1. Van Genuchten, Case Michael; Influence of electrolyte chemistry on the structure and reactivity of Fe(III) precipitates generated by Fe(0) electrocoagulation: Implications for low-cost arsenic treatment, University of California; Berkeley; 2013.2. Nasution, M Ansori; Yaakob, Z; Ali, Ehsan; Tasirin, S M; Abdullah, S R S; Electrocoagulation of Palm Oil Mill Effluent as Wastewater Treatment and Hydrogen Production Using Electrode Aluminum; Journal of Environmental Quality; Agosto de 2011.3. Kobya, M; Demirbas, E.; Bayramoglu, M.; Optimization of Electrocoagulation Process for the Treatment of Metal Cutting Wastewaters with Response Surface Methodology; Water Air Soil Pollut; 2011.4. Sahu, O; Mazumdar, B.; Chaudhari, P. K.; Treatment of wastewater by electrocoagulation: a review; Environ Sci Pollut Res; 2014.Finalmente se usaran otros artculos y fuentes de informacin encontrados en la internet, sin embargo estas sern enunciadas a medida que se desarrolle el ensayo y se busque cumplir con los objetivos propuestos en un principio.