Tratamiento de las aguas residuales de la industria de la almendra mediante técnicas electroquímicas. Estudio de la alimentación de los sistemas mediante energía solar fotovoltaica

Zusammenfassung

Los procesos industriales generan grandes cantidades de aguas residuales a las que se debe aplicar un tratamiento adecuado para cumplir con los límites fijados por la legislación. Entre los sectores industriales, el agroalimentario es uno de los que genera un mayor volumen de aguas en sus procesos y por tanto uno de los más afectados por esta legislación. En España, y localizado en la Comunidad Valenciana, el sector de la almendra tiene una gran importancia, siendo el segundo productor mundial en número de toneladas. En los procesos de estas industrias se generan grandes volúmenes de aguas con alto contenido de sólidos en suspensión (SS), DQO, conductividad y color, cuyo tratamiento se ha realizado hasta ahora mediante técnicas de depuración tradicionales como los tratamientos físico-químicos de coagulación, filtrado y en algunas industrias mediante tratamientos biológicos. Sin embargo, estos métodos no son los más eficaces debido a que en muchas ocasiones no se cumplen los límites de vertido. En estos casos los métodos electroquímicos como la electrocoagulación, la electro oxidación y la electrodiálisis, se muestran como una alternativa competitiva para este proceso, y se propone la aplicación de una combinación de técnicas mediante las que dar una solución al problema. Estas técnicas se alimentan mediante un flujo eléctrico de corriente continua. Esta corriente puede provenir de la energía eléctrica convencional, mediante el uso de rectificadores que transformen la energía AC en DC, pero también puede provenir de una fuente de energía renovable y medioambientalmente más sostenible como la energía solar fotovoltaica. Así, no solo se crean sistemas más sostenibles para el tratamiento de aguas, si no que estos sistemas pueden reducir sus costes puesto que el acoplamiento directo elimina la necesidad de utilizar baterías o acumuladores, que además de elevar el precio del sistema pueden ser contaminantes. En esta tesis se propone, dada la complejidad de las aguas a tratar, la aplicación de un tratamiento combinado de técnicas electroquímicas. a) Electrocoagulación. Mediante la aplicación de esta técnica se consiguen altos rendimientos en la eliminación de SS, color, turbidez, y una disminución de DQO. b) Electro oxidación directa o indirecta, mediante la que se consigue una disminución de DQO por debajo de los límites de vertido. c) Electrodiálisis, que se aplicará en los casos en que sea necesario reducir la conductividad. Para cada técnica se han estudiado las condiciones, parámetros y electrodos óptimos para el tratamiento a escala laboratorio y posteriormente se ha realizado el escalado, trasladando estas condiciones experimentales a una escala piloto/pre-industrial, alcanzando ratios de eliminación superiores al 80% para DQO y conductividad y superiores al 99% para color, sólidos en suspensión o turbidez. En una segunda etapa se estudió el comportamiento de los generadores fotovoltaicos cuando se acoplan a reactores electroquímicos, para establecer las pautas de diseño de los generadores FV dependiendo de las condiciones de las aguas y de las condiciones meteorológicas. Este estudio de la viabilidad de la conexión directa de los paneles fotovoltaicos a las técnicas de Electrocoagulación y Electro oxidación se realizó con disoluciones de un colorante utilizado en la industria textil, estudiando sus características de funcionamiento y la optimización de los procesos. Por último se realizó la conexión de los generadores FV a los reactores electroquímicos para realizar el tratamiento de las aguas residuales industriales, consiguiendo reproducir los resultados obtenidos al alimentar los reactores con fuentes de corriente. El coste asociado al suministro eléctrico de los sistemas de tratamiento electroquímico se reduce notablemente cuando éstos son alimentados mediante generadores fotovoltaicos.