Tratamiento de aguas residuales de la industria del café soluble vía Electrocoagulación - Oxidación Anódica. Selección de los electrodos

Abstract

La industria del café soluble genera aguas residuales que contienen mezclas complejas de sustancias difíciles de degradar. Su mineralización no es completamente efectiva mediante tratamientos convencionales. En este trabajo, se estudia un proceso secuencial de electrocoagulación - oxidación anódica (EC-OA) como alternativa de tratamiento. En específico, se evaluó experimentalmente el efecto del material del electrodo (v.g., dos ánodos (grafito y Diamante Dopado con Boro (DDB)) y seis cátodos (acero inoxidable, titanio, hierro, aluminio, grafito y DDB)) y del electrolito de soporte (NaCl o Na2SO4) sobre el rendimiento de degradación en términos de la reducción de color y de la demanda química de oxígeno (DQO), así como de la formación de sólidos suspendidos totales (SST). Los resultados obtenidos fueron comparados con la última regulación ambiental colombiana. Adicionalmente, para cada caso, se realizó un análisis integral de los costos operacionales. Toda la información anterior permitió seleccionar dos sistemas de electrodos como los más prometedores para la etapa de OA: DDB-acero inoxidable + Na2SO4: muy eficiente pero costoso (reducción de DQO = 75% y 12 USD/m3) y grafito-acero inoxidable + NaCl: menos eficiente y más económico (reducción de DQO = 67% y 7 USD/m3).

The industry of soluble coffee generates wastewater containing complex and hard to degrade mixtures of different substances. Their mineralization is not completely effective through conventional treatment methods. In this work, as a treatment alternative, a sequential Electrocoagulation-Anodic Oxidation (EC-AO) process is studied. The effect of electrode material (v.g., two different anodes (graphite and Boron-Doped Diamond (BDD)) and six different cathodes (stainless steel, titanium, iron, aluminum, graphite and BDD)) and of support electrolyte (NaCl or Na2SO4) on degradation performance of AO, in the terms of color and chemical oxygen demand (COD) reduction, as well as Total Suspended Solids (TSS) formation and pH, were experimentally tested. The obtained results were compared with the most recent Colombian environmental regulation. Additionally, for each case, a comprehensive operational costs analysis was performed. All the above information allowed to select two electrode systems as the most promising for the AO step: BDD-stainless steel + Na2SO4: very efficient but expensive (reduction of COD = 75% and 12 USD/ m3) and graphite-stainless steel + NaCl: less efficient and more economic one (reduction of COD = 67% and 7 USD/m3).