Diseño de una planta piloto para la remoción de plomo mediante el proceso de coagulación - floculación

Abstract

El objetivo del actual estudio es diseñar una planta para el tratamiento del efluente residual de un laboratorio de servicio de minerales mediante el proceso de coagulación-floculación y pueda emitir valores de plomo menores a 0.5 mg/l, este proyecto es de importancia ya que las pequeñas industrias pueden emplearlo como guía de implementación de una planta piloto para el tratamiento de un agua residual industrial. El estudio que se ha realizado es de tipo experimental y correlacional, empleando un diseño experimental compuesto; asimismo evaluando la influencia de las variables de operación que impactan al proceso como la dosis coagulante, floculante, la velocidad de agitación rápida y lenta, evaluando su impacto sobre las variables dependientes (Plomo, pH, turbidez y volumen de lodos). Mediante el software Desing Expert 12, se determinó una correlación de 89.06%, entre las variables operacionales y el plomo residual, siendo la dosis del coagulante la variable critica del proceso de remoción. Se determinó la dosificación óptima en 96 ppm de sulfato férrico, 9 ppm de polímero aniónico 203 rpm de velocidad de agitación rápida y 60 rpm de velocidad lenta, además se evaluó las correlaciones de pH, turbidez y volumen de lodos, entre las variables operacionales obteniendo unas correlaciones de 99.19%, 92.93% y 93.23% respectivamente. Con los valores óptimos de operación se diseñó el tanque de agitación, un impulsor, el sistema de bombeo y el tanque de sedimentación, al ejecutar el proyecto se obtuvo valores de plomo residual inferiores a 0.5 mg/l con una remoción superior al de 99.0%.

The objective of the current study is to design a plant for the treatment of residual effluent from a mineral service laboratory through the coagulation-flocculation process and can emit lead values less than 0.5 mg/l, this project is important since small industries can use it as a guide to implement a pilot plant for the treatment of industrial wastewater. The study that has been carried out is experimental and correlational, using a composite experimental design; also evaluating the influence of the operating variables that impact the process such as the coagulant dose, flocculant, fast and slow agitation speed, evaluating their impact on the dependent variables (Lead, pH, turbidity and sludge volume). Using the Design Expert 12 software, a correlation of 89.06% was determined between the operational variables and the residual lead, with the coagulant dose being the critical variable of the removal process. The optimum dosage was determined at 96 ppm of ferric sulphate, 9 ppm of anionic polymer at 203 rpm of fast agitation speed and 60 rpm of slow speed. In addition, the correlations of pH, turbidity and sludge volume were evaluated among the operational variables, obtaining correlations of 99.19%, 92.93% and 93.23% respectively. Using the optimal operating values, the agitation tank, an impeller, the pumping system and the sedimentation tank were designed. When executing the project, residual lead values lower than 0.5 mg/l were obtained with a removal greater than 99.0%.