Estudio de estrategias basadas en tecnología de membranas y procesos de coagulación-floculación para tratar aguas residuales procedentes de la industria textil vaquera

Abstract

[ES] La industria textil vaquera es conocida por ser, dentro del mundo del textil, la mayor consumidora de agua a lo largo de todo el proceso de obtención de sus prendas. Durante las diferentes etapas previas al resultado final, el consumo energético y de agua supone un gran impacto medioambiental. Este impacto se debe además a que después de su uso, los efluentes acuosos son vertidos a dominio público hidráulico o a alcantarillado conteniendo grandes concentraciones de tintes y productos químicos, como suavizantes, surfactantes o resinas, que empeoran la calidad del agua provocando enfermedades, e incluso la muerte, de aquellos que viven en los alrededores y se ven contaminados directa o indirectamente. Es por ello por lo que se propone un estudio de recuperación de agua procedente de diferentes etapas del proceso productivo de la industria textil. Por un lado, varias corrientes generadas a partir de la etapa de tintura son sometidas a un tratamiento de coagulación-floculación donde se pretende encontrar la combinación que más solutos elimine. Tras ello, se estudia la posible incorporación de un coadyuvante a la coagulación-floculación. Por otro lado, el efluente obtenido a partir del acabado textil de prendas vaqueras es tratado mediante tecnología de membranas para determinar las condiciones de operación óptimas. Una vez seleccionadas las condiciones y realizados los ensayos, se prueban las corrientes obtenidas como agua para tintura para evaluar la viabilidad de su reutilización. Tras finalizar los ensayos de coagulación floculación, se obtiene que la dosis óptima de coagulante y de floculante empleados para el agua con contenido en Remazol Blue BB es de 225 mg/L y 110 mg/L, respectivamente eliminando el 58% del color y el 65% de la turbidez. Para el caso del agua que contiene una mezcla de Remazol Blue BB (1%) y Remazol Ultra RGBN (2%), se emplearon 250 mg/L de coagulante y 80 mg/L de floculante para eliminar el 14% del color. Respecto al agua con Avitera Blue al 1%, se consiguieron eliminar el 7% del color y el 4% de la DQO utilizando 225 mg/L de coagulante y 90 mg/L de floculante En los ensayos de ultrafiltración se emplean dos membranas, UP005 y NP010, con cortes moleculares diferentes y son probadas a diversas presiones transmembranales para determinar las condiciones de operación que maximicen la densidad de flujo de permeado y el rechazo al color, a los sólidos totales y a la DQO. Es empleando la membrana NP010 a una presión transmembranal de 2,5 bar cuando se consigue una mayor densidad de flujo de permeado, con un valor de 19,940 L/h·m2, y también los mayores rechazos, concretamente de 96% de rechazo promedio al color, un 80% de rechazo promedio a la DQO y un rechazo promedio superior al 50% a los sólidos totales. Además, se realiza un diseño de una planta de ultrafiltración a partir de los datos experimentales propios para el tratamiento de 400 L/h de alimentación procedente de la etapa de acabado textil. Se selecciona un módulo de ultrafiltración con una membrana NP010.

[EN] Denim textile industry is known for being, in the world of textile, the most water consuming along the whole process of garment obtention. During the different steps previous to the final result, energy and water consumption are a huge environmental impact. This impact is also due to the fact that, after its use, the water effluents are spilled into the hydraulic public domain or sewage containing high concentrations in dyes and chemical products, such as softeners, surfactants and resins, which worsen the quality of the water provoking illnesses, even death, from those who live in the surroundings and are pollution can affect them directly or indirectly. For that reason, it is proposed a study about the recovery of water coming from different steps of the productive process of the textile industry. On one hand, various streams generated from dying step are subjected to a coagulation-flocculation treatment where to find the combination that eliminates most of the solutes. After that, it will be studied the addition of a coadjutant to the process. On the other hand, an effluent obtained from the finishing step of denim pieces is treated by using membrane technology to determine the optimal operating conditions. Afterwards, the streams obtained will be tested to determine they serve as water for the dying process to evaluate the viability of its reuse. After finishing coagulation-flocculation tests, the optimal dosage of coagulant and flocculant used with the water with a 1% content of Remazol Blue BB are 225 mg/L and 110 mg/L, respectively removing the 58% of colour and the 65% of turbidity. In the case of the water that contains a 1% of Remazol Blue BB and a 2% of Remazol Ultra RGBN, there were needed 250 mg/L of coagulant and 80 mg/L of flocculant to remove the 14% of the colour. Regarding to the water with a 1% content of Avitera Blue, the 7% of the colour and the 4% of COD were removed employing 225 mg/L of coagulant and 90 mg/L of flocculant. In ultrafiltration tests were used two membranes, UP005 and NP010, with different MWCO to test which were the best operation conditions that optimise the permeate flux and TS, COD and colour rejection. By using the membrane NP010 at 2,5 bar of TMP the permeate flux has a value of 19,940 L/h·m², rejecting the 96% of the colour, the 80% of COD and the 50% of the total solids Moreover, an ultrafiltration plant will be designed employing the experimental results obtained for the treatment of 400 L/h feed from the finishing process of denim pieces. An ultrafiltration module is chosen with the NP010 membrane.

[CA] La indústria tèxtil vaquera és coneguda per ser, dins del món del tèxtil, la major consumidora d’aigua al llarg de tot el procés d’obtenció de les peces. Durant les diferents etapes prèvies al resultat final, el consum energètic y d’aigua suposa un gran impacte mediambiental. Este impacte es déu a que després del seu ús, els efluents aquosos són abocats a domini públic hidràulic o al clavegueram contenint grans concentracions de tints i productes químics, com suavitzants, surfactants o resines, que empitjoren la qualitat de l’aigua provocant malalties, i fins i tot la mort, d’aquells que viuen als voltants i es veuen contaminats directa o indirectament. És per això per el que es proposa un estudi de recuperació d’aigua procedent de diferents etapes del procés productiu de la indústria tèxtil. Per una banda, diversos corrents generats a partir de l’etapa de tintura són sotmesos a un tractament de coagulació-floculació on es pretén encontrar la combinació que més soluts elimina. Després, s’estudia la possible incorporació d’un coadjuvant a la coagulació-floculació. Per altra banda, l’efluent obtingut a partir de l’acabat tèxtil de les peces vaqueres és tractat mitjançant la tecnologia de membranes per determinar les condicions d’operació òptimes. Una vegada seleccionades les condicions y realitzats els assajos, es proven les corrents obtingudes com aigua per la tintura i s’avalua la viabilitat de la seua reutilització. Després de finalitzar els assajos de coagulació-floculació, s'obté que la dosi òptima de coagulant i de floculant emprats per a l'aigua amb contingut en Remazol Blue BB és de 225 mg/L i 110 mg/L, respectivament eliminant el 58% del color i el 65% de la terbolesa. Per al cas de l'aigua que conté una mescla de Remazol Blue BB (1%) i Remazol Ultra RGBN (2%), es van emprar 250 mg/L de coagulant i 80 mg/L de floculant per a eliminar el 14% del color. Respecte a l'aigua amb Avitera Blue a l'1%, es van aconseguir eliminar el 7% del color i el 4% de la DQO utilitzant 225 mg/L de coagulant i 90 mg/L de floculant En els assajos d'ultrafiltració s'empren dos membranes, UP005 i NP010, amb corts moleculars diferents i són provades a diverses pressions transmembranals per a determinar les condicions d'operació que maximitzen la densitat de flux de filtrat i el rebuig al color, als sòlids totals i a la DQO. És emprant la membrana NP010 a una pressió transmembranal de 2,5 bar quan s’aconsegueix una major densitat de flux de filtrat, amb un valor de 19,940 L/h·m², i també els majors rebutjos, concretament de 96% de rebuig mitjà al color, un 80% de rebuig mitjà a la DQO i un rebuig mitjà superior al 50% als sòlids totals. A més, es realitza un disseny d’una planta d’ultrafiltració a partir de les dades experimentals pròpies per al tractament de 400 L/h d’alimentació procedent de l’etapa d’acabat tèxtil. Es selecciona un mòdul d’ultrafiltració amb una membrana NP010.