Eliminación de coliformes totales y fecales de aguas crudas mediante electro-oxidación (2016)
Este trabajo de investigación se compone de 5 capítulos -- El primer capítulo hace referencia a conceptos generales; se presentan el marco teórico y algunos antecedentes referentes al tema de investigación; de la misma manera se plantean los objetivos y el alcance del estudio -- El segundo capítulo se compone de la descripción de materiales y métodos utilizados durante el proceso de investigación para el desarrollo de cada uno de los ensayos de laboratorio que se hicieron, teniendo en cuenta el diseño estadístico de experimentos seleccionado -- El tercer capítulo está relacionado con el análisis de los resultados, tanto para el diseño de experimentos preliminar, como para el diseño de experimentos de optimización y para el estudio cinético -- En el cuarto capítulo se presenta el diseño conceptual del proceso de eliminación de coliformes, bajo las condiciones óptimas de operación para el tratamiento electroquímico evaluado, acompañado de su respectivo análisis económico -- En el quinto y último capítulo, se presentan las conclusiones y recomendaciones generales de la investigación -- Este trabajo de investigación consiste en optimizar las condiciones de operación del proceso de electro-oxidación (EO) para la eliminación de coliformes totales y fecales presentes en aguas crudas de efluentes colombianos, usando ánodo de grafito o de diamante dopado con boro (DDB); con el fin de evaluar la eficiencia del tratamiento mediante estudios cinéticos -- Para el desarrollo de los experimentos, se utilizó un reactor de acrílico a escala de laboratorio, con 4 mm de espesor, con una capacidad de 80 mL de agua -- Las variables de respuesta analizadas durante la investigación fueron: porcentaje de eliminación de coliformes totales (%ECT) y porcentaje de eliminación de coliformes fecales (%ECF) -- El primer diseño de experimentos desarrollado, fue un diseño factorial fraccionado, cuyo análisis estadístico determinó que los factores de mayor influencia sobre las variables de respuesta estudiadas fueron: Conductividad (Cd: μS/cm), Tipo de ánodo (An) y densidad de corriente (i: mA/cm2) -- Para determinar las condiciones óptimas de operación del proceso, se utilizó la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR) acoplado a un diseño de experimentos Box-Behnken (DBB), cuyo análisis estableció las siguientes condiciones óptimas de operación: Cd (500 uS/cm), An (DDB y grafito), i (10 mA/cm2) -- Bajo estas condiciones, se realizaron dos estudios cinéticos durante un tiempo de reacción de 30 minutos, uno con ánodo DDB y otro con ánodo de grafito -- Se encontró que bajo las condiciones óptimas de operación se tiene un proceso muy eficiente, logrando: 100 %ECT y 100 %ECF en 25 minutos de electrólisis con el electrodo de DDB y 30 minutos con el electrodo de grafito -- Con estos resultados, se diseñó conceptualmente una la planta de tratamiento de agua para la eliminación de coliformes para procesar 200 m3/día en un reactor de 10,83 m3