SmallWat´07

Departamento de Ingeniería Química y Química Inorgánica

Universidad de Cantabria (España)

SMALLWAT´07

11-15 Noviembre, 2007Sevilla, España

M.I García, R. Ibañez, A.M Urtiaga, Inmaculada Ortíz

DESINFECCIÓN ELECTROQUÍMICA DE AGUA

RESIDUAL PROCEDENTE DE UN EDAR

DESINFECCIÓN ELECTROQUÍMICA DE AGUA

RESIDUAL PROCEDENTE DE UN EDAR

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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

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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

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1. Introducción

Procedencia del efluente tratado

Pozo de gruesos

Pretratamiento:- Tamizado- Desarenado/desengrasado

Tratamiento biológico

Decantación Vertido

EDAR: Estación Depuradora de Aguas residuales (Cantabria)Población servida: 150.000 habitantes

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1. Introducción

Objetivo: Obtener agua regenerada para usos industriales

Legionella spp:100 ufc/100ml15NTU35mg/l10000

ufc/100mlNo se fija límite

a)Aguas de proceso, limpieza, refrigeración industrial, excepto en la industria alimentariab)Otros usos industriales

OTROSCRITERIOS

TURBIDEZSÓLIDOS EN SUSPENSIÓN

E.COLINEMATODOS INTESTINALESCalidad 3.1

VALOR MÁXIMO ADMISIBLE (VMA)USOS INDUSTRIALES

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)

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1. Introducción

72.33mg/lSulfatos

4.63mg/lFosfatos

0.22mg/lNitritos

0.26mg/lNitratos

45.05mg/lCloruros

10E+4ufc/100mlAerobios totales

13E+04ufc/100mlE.Coli

630μS/cmConductividad

4NTUTurbidez

< 5mg/lN-NH4+

4.56m-1Color

7.6pH

5mg/lSS

107.5μg/lAOX

10mg/l O2DBO5

24mg/l O2DQO

8.2mg/lCOT

VALORESUNIDADESPARAMETROS

Caracterización del efluente de salida del EDAR

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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

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Electrooxidación2.

Electrodo:

• 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 cm2

Celda MiniDiaCell2 BDD

Toma muestras

Fuente de alimentación

Tanque de alimentación (20 l)

Bomba (200 – 500 l/h)

Vaciado Válvula para regularel caudal

Filtro de seguridad100 micras

Rotrametro, Indicador de flujo mínimo

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Electrooxidación2.

Desinfectantes formados por electrooxidacción:

La presencia de cloruros, sulfatos y carbonatos induce a la generación de:

• Cloro libre • Peroxodisulfatos (S2O8

-2)• Perodicarbonatos (C2O6

-2)

También se produce directamente a partir de agua:

• Peroxido de hidrogeno (H2O2) • Ozono (O3)• Radicales hidroxilo (OH٠)

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)

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Electrooxidación2.Principales subproductos de la desinfección (SPD)

• CHCl3 : Cloroformo• CHCl2Br : Diclorobromometano• CHClBr2 : Dibromoclorometano• CHBr3 : Bromoformo

Se producen por la reacción de las especies cloradas y la materia orgánica presenteen el agua residual.Cabe destacar los AOX ( Compuestos organo-halogenados adsorbibles) y más especialmente los THM (trihalometanos), que incluyen:

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

Son considerados como posibles cancerigenos para el ser humano

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Electrooxidación2.Resultados experimentales Condiciones de operación

J= 40mA/cm2

Caudal: 225 l/hAniones

CLORUROS

30

35

40

45

50

0 50 100 150 200 250 300

Ti e mpo ( mi n)

CLORATOS

0

5

10

15

0 50 100 150 200 250 300

Ti e mpo ( mi n)

FOSFATOS

3

4

5

6

0 50 100 150 200 250 300

Ti e mpo ( mi n)

SULFATOS

50

60

70

80

0 50 100 150 200 250 300

Ti e mpo ( mi n)

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Electrooxidación2.Resultados experimentales E.Coli

E.Coli

0.E+00

2.E+04

4.E+04

6.E+04

8.E+04

1.E+05

1.E+05

1.E+05

2.E+05

0 20 40 60 80 100 120

Ti e mpo ( mi n)

%Inactivation

020406080

100120

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (min)

E.co

li(uf

c/10

0ml)

E.Coli<104 ufc/100ml

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Electrooxidación2.Resultados experimentales

AOX

THMTHM

0.0000

0.0020

0.0040

0.0060

0.0080

0.0100

0.0120

0.0140

0 60 120 180 240 300

TIEMPO (min)

conc

entr

atio

n (p

pm)

CHCl3

CHBr2Cl

CHBr2Cl2

AOX

050

100150

200250300

0 60 120 180 240 300

T IEM PO ( min)

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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

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Conclusiones3.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/cm2 , 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 Dibromoclorometanopresentan 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.

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GrupoGrupo ProcesosProcesos AvanzadosAvanzados de de SeparaciSeparacióónnETSIIyT, Avda. los Castros s/n

Santander, Cantabria. SPAIN

Tel. +34 942 201585 Fax +34 942 201591

Departamento de Ingeniería Química y Química Inorgánicag

Universidad de Cantabria (ESPAÑA)

ProgramaPrograma CONSOLIDER INGENIOCONSOLIDER INGENIO(CE(CE--CSD 2006CSD 2006--004)004)

FinanciadoFinanciado porpor el el MinisterioMinisterio de de EducaciEducacióónny y CienciaCiencia

PGT (Plan de PGT (Plan de GobernanzaGobernanza TecnolTecnolóógicagica) ) FinanciadoFinanciado porpor el el GobiernoGobierno de Cantabriade Cantabria

«We know what we have to do to achieve the sustainability, now it’s time to do it »

««We know what we have to do to achieve the sustainability, We know what we have to do to achieve the sustainability, now itnow it’’s time to do it s time to do it »»

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MUCHAS GRACIASPOR SU ATENCIÓN