Reducción de la carga de contaminantes de las aguas residuales de la planta de tratamiento de Totora – Ayacucho empleando la técnica de electrocoagulación

Abstract

La Ciudad de Ayacucho, al igual que otras ciudades del Perú presenta un crecimiento demográfico alto, no existe una política de ordenamiento territorial, y la contaminación de las aguas es uno de los problemas ambientales principales. La capacidad de remoción de bacterias coliformes totales (BCT) y la disminución de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) por la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales PTAR “La Totora” en la ciudad de Ayacucho se ve afectada por el crecimiento demográfico y el mal uso del sistema de alcantarillado por los ciudadanos como botaderos de basura, ya sea en los domicilios o los buzones recolectores. Esto trae como consecuencia que las aguas tratadas de la PTAR “Totora” son vertidas a las aguas del río Alameda aún con carga contaminante alta, originando un riesgo de salud ya que estas aguas son utilizadas río abajo para riego de cultivos como legumbres, hortalizas y maíz entre otros y también para uso recreacional. La electrocoagulación surge como una de las mejores alternativas para el tratamiento de efluentes de todo tipo y se caracteriza por el uso de un equipo simple y fácil de operar, el tiempo de operación es corto, no se utiliza ninguna cantidad de reactivo químico y se puede aplicar para la remoción de contaminantes expresados como turbidez, coliformes fecales y DBO5. En la electrocoagulación el coagulante es formado in situ por disolución de iones aluminio del electrodo de aluminio que conforma el electrodo de sacrificio. La generación de iones aluminio tiene lugar en el ánodo y en el cátodo hay liberación de burbujas de hidrógeno gaseoso las cuales ayudan a la flotación de los flóculos formados. Durante el proceso intervienen tres etapas: inicialmente se forma el coagulante por oxidación electrolítica del metal del ánodo, luego se da la desestabilización de los contaminantes y emulsiones, finalmente, se produce la formación de flóculos por agregación de partículas del contaminante o adsorción de éstas en los coagulantes. La investigación realizada, consistió en la aplicación del método de electrocoagulación con electrodos de sacrificio de aluminio para reducir la carga de contaminantes de las aguas residuales de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales “La Totora” – Ayacucho. Los ensayos se realizaron en los laboratorios de Análisis Instrumental de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga – Ayacucho, Laboratorio de Electroquímica de la Universidad Nacional de Ingeniería - Lima. El trabajo de investigación comprendió dos etapas: (a) determinación de las características físicas, químicas y biológicas de las aguas efluentes y receptoras de la PTAR– “La Totora”, (b) aplicación de la técnica de electrocoagulación para el tratamiento de las aguas del efluente de la PTAR “La Totora” La aplicación del método de electrocoagulación a las aguas en estudio resultó ser muy efectivo en el propósito de reducir la carga de contaminantes porque su aplicación permitió la remoción de turbidez, sólidos totales, sólidos disueltos, alcalinidad, dureza total, coliformes fecales y materia orgánica expresada como disminución de DBO5. La aplicación de 25 minutos de electrocoagulación a las muestras de agua, utilizando una densidad de corriente de 12,5 mA/cm2 y 21 – 23 V, con pH de trabajo regulado a 7,33 - 7,34 permitió obtener 94,65% de remoción de turbidez, 65,1 % de remoción de coliformes fecales y 64,8 % de disminución de DBO5, logrando mejorar la calidad del agua al reducir la turbidez y disminuir el valor de DBO5 a 14,75 mg O2/L, valor que se encuentra dentro de los límites permisibles según los Estándares de Calidad Ambiental del Agua (ENCAA) para agua de categoría 3. El porcentaje de remoción de coliformes fecales puede aumentar hasta un valor de 93% para un tiempo de proceso de 45 minutos, sin embargo para esta prueba se sugiere mejorar el diseño de los electrodos. Una de las bondades de este método es que casi la totalidad de los iones Al3+ producidos durante el proceso electrocoagulación participan en la desestabilización de los coloides y al mismo tiempo en la formación del precipitado de hidróxido de aluminio, quedando sólo un 1,27 % de aluminio residual en la muestra tratada, hecho que permitió que la concentración de aluminio residual dentro de los límites permisibles según ENCAA para agua de categoría 3; en la actualidad donde el fenómeno ambiental está tomando cada vez mayor interés la efectividad de este método para la remoción de contaminantes lo perfila como un método prometedor de limpieza y purificación para tratamiento de agua.