Bogotá - Ingeniería - Maestría en Ingeniería - Ingeniería Ambiental · 2022
Evaluación de un sistema de electrocoagulación escala semipiloto para el tratamiento del agua residual sintética de la industria petrolera
En el presente estudio, se implementó y evaluó un sistema de electrocoagulación a escala semipiloto para el tratamiento de agua residual sintética de la industria petrolera. Para alcanzar este objetivo, la investigación se dividió en dos fases. En la primera fase los experimentos fueron realizados a escala laboratorio, la metodología utilizada consistió en variar solo un parámetro al tiempo mientras los otros se mantienen constantes. En esta, se analizaron los parámetros: tiempo de electrocoagulación o tiempo de residencia en el reactor, densidad de corriente, pH inicial y conductividad. En la segunda fase, se realizó el diseño conceptual, montaje e implementación de la unidad de electrocoagulación escala semipiloto, que operara en modo continuo y Batch. Con base a los resultados obtenidos en la primera fase y en algunos ensayos preliminares, se realizó un diseño estadístico de experimentos, usando la metodología de superficie de respuesta (llamado RSM por sus siglas en inglés) con el fin de encontrar las condiciones óptimas de operación. Los resultados obtenidos indican que el incremento del tiempo de electrocoagulación y densidad de corriente, mejoran la remoción de los contaminantes, mientras que la conductividad no la afecta significativamente. Cuando el pH inicial del agua es menor a 5, el proceso de electrocoagulación no es tan efectivo, el pH óptimo en este caso, se encuentra en un intervalo amplio (5-8). Finalmente, los resultados obtenidos mostraron que el proceso de electrocoagulación es efectivo en la reducción de grasas y aceites (O&G), turbidez, demanda química de oxígeno (DQO) y sólidos suspendidos totales (SST), alcanzando remociones mayores al 95% en todos los casos. (Texto tomado de la fuente)
Texto completo 136 páginas con texto de 140
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Contenido
- Introducciónp. 23
- Marco teóricop. 27
- Agua Residual en la industria petrolerap. 29
- 1.1.2 Agua residual generada en el sector de refinerías y plantas petroquímicasp. 32
- 1.1.3 Tratamientos utilizadosp. 33
- Electrocoagulaciónp. 21
- y aceites, y turbidezp. 39
- Resumenp. 39
- Introducciónp. 23
- 2.2.1 Principio del proceso de electrocoagulaciónp. 41
- 2.2.2 Parámetros que afectan el proceso de electrocoagulaciónp. 43
- 2.2.3 Coagulación química y el proceso de electrocoagulaciónp. 46
- Materiales y métodosp. 48
- 2.3.1 Preparación del agua sintéticap. 48
- 2.3.2 Montaje experimentalp. 48
- 2.3.3 Test de jarrasp. 49
- 2.3.4 Métodos analíticosp. 51
- Resultados y discusiónp. 51
- 2.4.1 Tiempo de electrocoagulaciónp. 22
- 2.4.2 Densidad de corrientep. 21
- 2.4.3 pH inicialp. 21
- 2.4.4 Conductividadp. 58
- 2.4.5 Test de jarrasp. 49
- electrocoagulaciónp. 21
- Conclusionesp. 65
- operaciónp. 64
- Resumenp. 39
- Introducciónp. 23
- 3.2.1 Parámetros de diseñop. 70
- Materiales y métodosp. 48
- 3.3.1 Preparación del agua sintéticap. 48
- 3.3.2 Diseño experimentalp. 74
- 3.3.3 Métodos analíticosp. 51
- Resultados y discusiónp. 51
- 3.4.1 Diseño conceptual del reactor escala semipilotop. 80
- 3.4.2 Dimensionamiento y operación del reactorp. 82
- 3.4.3 Desarrollo del modelo y análisisp. 85
- 3.4.4 Efecto combinado de las variablesp. 94
- 3.4.5 Optimización simultánea del proceso de electrocoagulaciónp. 100
- Conclusionesp. 65
- Discusión generalp. 103
- Conclusiones y recomendacionesp. 107
- Conclusionesp. 65
- Recomendacionesp. 108
- A. Anexo: Tarifa de energía eléctrica ($/kWh)p. 110
- tratadap. 114
- para el reúso del agua residual tratada en diferentes industriasp. 117
- electrocoagulaciónp. 21
- Bibliografíap. 122
- Figura 2-1: Representación gráfica del proceso de electrocoagulaciónp. 43
- regulable DC; 7) Agua sintética. Fuente: Autoría propiap. 49
- Figura 2-3: Test de jarras, montaje experimentalp. 50
- Figura 2-4: Ensayo preliminar y montaje real, escala laboratoriop. 52
- 5 g/L y pH inicial de 7p. 53
- electrocoagulación 2 minp. 54
- electrocoagulación 5 minp. 58
- Figura 2-9: Conductividad vs Concentración de NaCl (mg/L)p. 58
- electrocoagulación 5 minp. 58
- Figura 2-13: Remoción de Turbidez (%), en función de la dosis de PACp. 62
- Figura 2-14: Diagrama de remoción de turbidezp. 63
- "wastewater" en sus títulos, palabras claves o resúmenes acorde a Scopusp. 69
- Figura 3-2: Arreglo de los electrodos en una unidad de electrocoagulaciónp. 71
- Figura 3-3: Reactores de electrocoagulación reportados en la literaturap. 73
- proceso al tiempo de electrocoagulación de 3 minutosp. 76
- Figura 3-5: Representación geométrica del diseño Box-Behnken para tres factoresp. 78
- Figura 3-7: Unidad de electrocoagulación escala semipilotop. 83
- de aire; (3) Ánodos; (4) cátodos; (5) Fuente de poder autorregulablep. 84
- flotaciónp. 35
- de flotación: Modo de operación batchp. 89
- de flotación; Modo de operación continuop. 93
- min; c) densidad de corriente 14,34mA/dm2p. 95
- de corriente 14,34mA/dm2p. 95
- de corriente 14,34mA/dm2p. 95
- a 12,5 min; c) densidad de corriente 14,34mA/dm2p. 96
- Agua después del tratamiento: tf 5 min); c) Agua después del tratamiento: tf 20min)p. 97
- a 20 min; c) densidad de corriente 14,34mA/dm2p. 98
- de corriente 14,34mA/dm2p. 95
- constante a 20 min; c) densidad de corriente 14,34mA/dm2p. 99
- constante a 20 min; c) densidad de corriente 14,34mA/dm2p. 99
- 7, y tiempo de electrocoagulación de: a) 6 minutos y b) 20 minutosp. 104
- Densidad de corriente 116,28 mA/dm2 y tiempo de residencia 30 minp. 109