Resumen

Muchas de las actividades industriales desarrolladas por el ser humano para tener una mejor calidad de vida han contribuido al deterioro del medio ambiente y han comprometido las condiciones de diversas fuentes de agua, que es un compuesto vital para todos los seres vivos. Actualmente, las industrias se ven obligadas a disminuir los contenidos de metales pesados en sus aguas residuales, a límites aceptables regulados por normas jurídicas de política ambiental. Existen diversas técnicas para la remoción de metales pesados en aguas residuales, entre las que destacan precipitación alcalina con hidróxidos e intercambio iónico. En este trabajo, se analizaron las eficiencias de remoción de cobre, níquel y zinc mediante ambas técnicas, en muestras sintéticas de aguas residuales de la industria de acabados metálicos. También, se realizó un análisis de costos operativos para la ciudad de Puebla, donde se observó que las técnicas de precipitación con hidróxido de sodio e intercambio iónico son las que presentan menores costos operativos, y cuyas concentraciones finales obtenidas de cobre, níquel y zinc, cumplen con la normatividad mexicana vigente. Finalmente, se propuso un tren de tratamiento donde se emplean las técnicas de intercambio iónico y precipitación con hidróxido de sodio (en conjunto), y cuya agua tratada puede ser reutilizada dentro de la misma empresa para reducir costos operativos; además, se encontró que este tren de tratamiento presenta la menor generación de residuos peligrosos, la mayor eficiencia de remoción de metales, y los menores costos operativos; por ello, se recomienda su aplicación desde un enfoque económico y ambiental.

Palabras clave: metales pesados, precipitación alcalina, hidróxido de sodio, hidróxido de calcio, intercambio iónico, industria de acabados metálicos.

Abstract Many industrial activities have been developed by humans in pursuance of an improvement on their quality of life; such activities have contributed to the degradation of the environment, and have threatened the conditions of numerous water sources, a vital compound for all living beings. Presently, industries are forced to cut down the heavy metal content in their wastewaters to acceptable limits, in compliance with environmental policy standards. There are various techniques for the removal of heavy metals in wastewater, among which we can highlight alkaline precipitation with hydroxides and ion exchange. In the present work, the removal efficiencies of copper, nickel and zinc were analysed by both techniques, in synthetic samples of wastewater from the metal finishing industry. Also, an analysis of operating costs was conducted for the city of Puebla, Mexico. In this, it was observed that the precipitation technique with sodium hydroxide as precipitating agent, as well as ion exchange, were the techniques with the lowest operating costs, and whose final concentrations obtained for copper, nickel and zinc, satisfy the current Mexican regulations. Finally, a treatment train was proposed where ion exchange and precipitation with sodium hydroxide were applied in sequence, and its treated water can be reused within the company to reduce operating costs; additionally, it was found that this treatment train had the lowest generation of hazardous waste, the highest metal removal efficiency, and the lowest operating costs; therefore, its application is widely recommended from an economic and environmental approach.

Keywords: heavy metals, alkaline precipitation, sodium hydroxide, calcium hydroxide, ion exchange, metal finishing industry.

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Índice de contenido

Portada

Agradecimientos y Dedicatorias

Índices

Glosario

Capítulo 1. Introducción

Capítulo 2. Remoción de metales pesados en aguas residuales

Capítulo 3. Objetivos, alcances y limitaciones

Capítulo 4. Materiales y métodos

Capítulo 5. Resultados y discusión

Capítulo 6. Conclusiones y recomendaciones

Referencias

Anexo 1. Técnicas de análisis

Anexo 2. Curvas de neutralización

Anexo 3. Curvas de calibración

Anexo 4. Especificaciones de resina DOWEX G-26 (H)

Anexo 5. Cuotas por exceso de contaminante

Anexo 6. Valores para cálculo de precipitación alcalina

Anexo 7. Cálculos de costos operativos

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del Paso Weppen, A. I. 2019. Tratamiento de aguas residuales de la industria de acabados metálicos. Tesis Licenciatura. Ingeniería Ambiental. Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Diciembre. Derechos Reservados © 2019.