Decoloración por electro-oxidación de efluentes textiles del proceso de teñido de algodón con colorantes reactivos

Abstract

Actualmente los efluentes industriales impactan negativamente en los cuerpos de agua debido al poco tratamiento que tienen antes de ser vertidos al alcantarillado. La industria textil es una de las manufacturas con alto consumo de agua y debido a los diversos insumos químicos que se utiliza, genera efluentes con cargas de contaminantes muy variadas, siendo la mayor parte los efluentes coloreados del proceso de teñido. Los procesos de oxidación avanzada son una alternativa de tratamiento para estos efluentes. Este trabajo aplicó el método de electro-oxidación con electrodos tipo malla de titanio y de titanio recubierto con rutenio e iridio para la decoloración de los efluentes simulado y real de los procesos de teñido del algodón con colorantes reactivos, con el fin de ser reutilizado en nuevos procesos de teñido. Los efluentes de colorantes reactivos comerciales ensayados fueron: efluente simulado rojo (C. I. reactive red 195) con 300 mg/L de concentración de colorante, 50 g/L de NaCl y pH ≈ 10; y el efluente real (C. I. reactive red 195, C. I. reactive yellow 176 y C.I. reactive blue 221), preparado al 3% de concentración de colorante (1% de cada colorante), contenía 50 g/L de NaCl y pH ≈ 10. Las pruebas a nivel laboratorio se hicieron en dos tipos de reactores, de un compartimiento y compartimiento doble separado con membrana de intercambio, con el fin de comparar el desempeño en la decoloración de efluentes textiles simulado y real, las pruebas fueron realizadas a una densidad de corriente de 1 A/dm2 durante 30 minutos y área de intercambio de 0.5 dm2. La más eficiente en decolorar el efluente sintético fue del reactor de dos compartimientos divididos por una membrana, siendo la eficiencia de decoloración es de 95.9% y 85.4%, respectivamente. Luego las pruebas a nivel piloto con un reactor por lotes (batch) de dos compartimientos se hicieron sobre el efluente simulado y real. El efluente real a una densidad de corriente de 2.78 A/dm2 durante 210 minutos, área de intercambio de 0.36 dm2 y un volumen de 7 L logró una decoloración del 99.1%. La decoloración se evaluó mediante espectrofotometría UV-visible y se realizó el seguimiento del pH, contenido de cloro y la concentración de colorante durante el proceso de electro-oxidación. El efluente tratado presenta una coloración amarilla y sólidos suspendidos por lo que se filtró previamente a su evaluación para el reúso en un nuevo teñido, dando valores aceptables de desviación de color en el sustrato teñido.

Currently, industrial effluents harm water bodies due to the little treatment they have before being discharged to the sewer. The textile industry is one of the manufactures with high water consumption and due to the various chemical inputs, that are used, it generates wastewaters with highly varied pollutant loads, most of the colored wastewaters being from the dyeing process. Advanced oxidation processes are an alternative treatment for these dyeing wastewaters. This work applied the electro-oxidation method with titanium and titanium coated with ruthenium and iridium mesh electrodes for the discoloration of the simulated and real dyeing wastewaters of the cotton dyeing processes with reactive dyes, to be reused in new dyeing processes. The effluents of commercial reactive dyes tested were: simulated red wastewater (C. I. reactive red 195) with 300 mg / L of dye concentration, 50 g / L of NaCl and pH ≈ 10; and the real wastewater (C. I. reactive red 195, C. I. reactive yellow 176 and C.I. reactive blue 221), prepared at 3% dye concentration (1% of each dye), contained 50 g / L of NaCl and pH ≈ 10.The tests at the laboratory level were carried out in two kinds of reactors, one compartment and a double compartment divided by exchange membrane, to compare the performance in the decolorization of simulated and real dyeing wastewater, the tests were carried out at a density of current of 1 A/dm2 for 30 minutes and exchange area of 0.5 dm2. The highest efficiency in decolorizing the synthetic wastewater was from the two-compartment reactor divided by a membrane, the decolorization efficiency being 95.9% and 85.4%, respectively. Then the pilot tests with a two-compartment batch reactor were made on the simulated and real wastewater. The real wastewater at a current density of 2.78 A/dm2 for 210 minutes, an exchange area of 0.36 dm2, and a volume of 7 L achieved a discoloration of 99.1%. The discoloration was evaluated by UV-visible spectrophotometry and during the electro-oxidation process the pH, chlorine content and dye concentration were monitored. The treated effluent has a yellow color and suspended solids, so it was filtered previously to its evaluation for reuse in new dyeing, giving acceptable values of color deviation in the dyed substrate.