Proceso de decoloración de los efluentes del teñido de algodón mediante carbón activado en una columna empacada

Abstract

El presente trabajo aborda la problemática de la decoloración de efluentes textiles provenientes del proceso de teñido, en particular, con colorantes directos, usados por pequeñas empresas del sector orientadas a mercados de prendas teñidas con precios económicos. Se inició el trabajo con el estudio espectrofotométrico de los colorantes directos más representativos, los cuales fueron proporcionados por una empresa textil de la ciudad de Lima. Esto permitió determinar la concentración de los colorantes en los ensayos realizados. A continuación, a partir de la evaluación de carbones activados disponibles comercialmente, se seleccionó el de mejor desempeño en la adsorción, para su posterior uso en columna. Para los distintos colorantes, en forma individual, se obtuvieron las isotermas de adsorción y se ensayó la adsorción a diferentes flujos y concentraciones de entrada usando columnas empacadas de tres diámetros diferentes, dos de escala laboratorio y una de escala piloto. Se estudiaron y modelaron matemáticamente las curvas de ruptura y se propuso una medida de la eficiencia de adsorción. Los modelos propuestos, toman en cuenta la variabilidad de la composición y de los volúmenes a ser tratados, lo cual permite hacer el seguimiento de estos factores en operaciones de rutina. En la columna de escala piloto se trató un efluente real proporcionado por la empresa textil colaboradora. Sobre la base del estudio de la adsorción de los colorantes directos individuales, se determinó la necesidad de disminuir la concentración de los efluentes textiles previo al tratamiento de adsorción con carbón activado en la columna, lo cual se realizó mediante el método de coagulación con sulfato de aluminio. Finalmente, se proponen criterios de diseño para una torre de lecho fijo con carbón activado granular para el tipo de efluente textil industrial estudiado.

The present work addresses the problem of the decolouration of textile effluents from the dyeing process, in particular, with direct dyes, used by small companies in the sector oriented to garment markets dyed with economic prices. Work began with the spectrophotometric study of the most representative direct dyes, which were provided by a textile company in the city of Lima. This allowed to determine the concentration of the dyes in the tests carried out. Then, from the evaluation of commercially available activated carbons, the one with the best performance in adsorption was selected, for its later use in column. For the different dyes, individually, the adsorption isotherms were obtained and the adsorption was tested at different flows and input concentrations using packed columns of three different diameters, two from laboratory scale and one from pilot scale. The rupture curves were studied and modeled mathematically, and a measure of the adsorption efficiency was proposed. The proposed models consider the variability of the composition and the volumes to be treated, which makes it possible to monitor these factors in routine operations. In the pilot scale column, a real effluent provided by the collaborating textile company was treated. Based on the study of the adsorption for individual direct dyes, the need to decrease the concentration of textile effluents prior to the adsorption treatment with activated carbon in the column was determined, which was carried out by means of the coagulation method with sulfate of aluminum. Finally, design criteria are proposed for a fixed bed tower with granular activated carbon for the type of industrial textile effluent studied.