Skip to main navigation menu Skip to main content Skip to site footer

Treatment of Colored Effluents From Paja Toquilla Dyeing Through an Optimized Fenton Process: Fenton para aguas coloreadas

Abstract

In Ecuador, making products of “paja toquilla” has become a referent of the country´s exports. To dye, these productos, aniline dyes are used, and the effluents of these processes are discharged to rivers without treatment. This investigation explores a process for color removal. The first stage involved the determination of the optimal relation between Fe2+ y H2O2 for a Fenton process using an experimental factorial design (32). The best result was reported with the higher and medium levels of FeSO4.7H2O and H2O2 at 30%v/v, respectively. The Fenton process designed was applied to treat solutions of three aniline dyes: blue, red and, black which are the most used in paja toquilla dyeing. For each dye, the percentage of removal and the kinetics were determined, in all cases was above 90% and of second order. Finally, the effluents were neutralized to assess their ecotoxicity with Daphnia Magna, which demonstrated that the effluent could be discharged without aquatic ecotoxicity after the applied process.  

Keywords

Fenton, dye removal, paja toquilla dyeing, effluents

PDF (Español)

References

  • T. Santhi, S. Manonmani, y T. Smitha, «Kinetics And Isotherm Studies On Cationic Dyes Adsorption Onto Annona Squmosa Seed Activated Carbon», International Journal of Engineering Science and Technology, vol. 2, n.o 3, pp. 287-295, 2010.
  • M. Bide, «Conversations: Book review: The chemistry of textile fibres by R. Mather and R. Wardman», AATCC Review: the magazine of the textile dyeing, printing, and finishing industry, vol. 16, n.o 5, pp. 4-6, 2016.
  • A. Bafana, S. S. Devi, y T. Chakrabarti, «Azo dyes: past, present and the future», Environ. Rev., vol. 19, n.o NA, pp. 350-371, dic. 2011, doi: 10.1139/a11-018. DOI: https://doi.org/10.1139/a11-018
  • K. Golka, S. Kopps, y Z. W. Myslak, «Carcinogenicity of azo colorants: influence of solubility and bioavailability», Toxicology Letters, vol. 151, n.o 1, pp. 203-210, jun. 2004, doi: 10.1016/j.toxlet.2003.11.016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2003.11.016
  • C. Hessel, C. Allegre, M. Maisseu, F. Charbit, y P. Moulin, «Guidelines and legislation for dye house effluents», Journal of Environmental Management, vol. 83, n.o 2, pp. 171-180, abr. 2007, doi: 10.1016/j.jenvman.2006.02.012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2006.02.012
  • M. Ilyas, W. Ahmad, H. Khan, S. Yousaf, M. Yasir, y A. Khan, «Environmental and health impacts of industrial wastewater effluents in Pakistan: a review», Reviews on Environmental Health, vol. 34, n.o 2, pp. 171-186, jun. 2019, doi: 10.1515/reveh-2018-0078. DOI: https://doi.org/10.1515/reveh-2018-0078
  • Ministerio del Ambiente Ecuador, «Acuerdo Ministerial 028. Registro oficial de la Administración. Edición Especial N° 270. 220». 2015.
  • M. Punzi et al., «Combined anaerobic–ozonation process for treatment of textile wastewater: Removal of acute toxicity and mutagenicity», Journal of Hazardous Materials, vol. 292, pp. 52-60, jul. 2015, doi: 10.1016/j.jhazmat.2015.03.018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.03.018
  • V. Buscio, M. J. Marín, M. Crespi, y C. Gutiérrez-Bouzán, «Reuse of textile wastewater after homogenization–decantation treatment coupled to PVDF ultrafiltration membranes», Chemical Engineering Journal, vol. 265, pp. 122-128, abr. 2015, doi: 10.1016/j.cej.2014.12.057. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.12.057
  • Y. Uysal, D. Aktas, y Y. Caglar, «Determination of colour removal efficiency of Lemna minor L. from industrial effluents», Journal of Environmental Protection and Ecology, vol. 15, n.o 4, pp. 1718-1726, 2014.
  • N. M. Al-Shuwaiki, B. A. Abid, y M. M. Brboot, «Color Removal from Industrial Textile Wastewater Using Chemical Adsorption», Eng. & Tech. Journal, vol. 31 Part (B), n.o 4, 2013. DOI: https://doi.org/10.30684/etj.31.4B.7
  • P. Manekar, G. Patkar, P. Aswale, M. Mahure, y T. Nandy, «Detoxifying of high strength textile effluent through chemical and bio-oxidation processes», Bioresource Technology, vol. 157, pp. 44-51, abr. 2014, doi: 10.1016/j.biortech.2014.01.046. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.01.046
  • P. T. Almazán-Sánchez, I. Linares-Hernández, M. J. Solache-Ríos, y V. Martínez-Miranda, «Textile Wastewater Treatment Using Iron-Modified Clay and Copper-Modified Carbon in Batch and Column Systems», Water Air Soil Pollut, vol. 227, n.o 4, p. 100, mar. 2016, doi: 10.1007/s11270-016-2801-7. DOI: https://doi.org/10.1007/s11270-016-2801-7
  • F. Qian, X. Sun, y Y. Liu, «Removal characteristics of organics in bio-treated textile wastewater reclamation by a stepwise coagulation and intermediate GAC/O3 oxidation process», Chemical Engineering Journal, vol. 214, pp. 112-118, ene. 2013, doi: 10.1016/j.cej.2012.09.130. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.09.130
  • S. Nopkhuntod, S. Dararat, y J. Yimrattanabovorn, «Removal of reactive dyes from wastewater by shale», Songklanakarin Journal of Science and Technology, vol. 34, n.o 1, pp. 117-123, 2012.
  • S. Syafalni, I. Abustan, I. Dahlan, I. Dahlan, C. K. Wah, y G. Umar, «Treatment of Dye Wastewater Using Granular Activated Carbon and Zeolite Filter», Modern Applied Science, vol. 6, n.o 2, Art. n.o 2, 2012, doi: 10.5539/mas.v6n2p37. DOI: https://doi.org/10.5539/mas.v6n2p37
  • S.-L. Lim, W.-L. Chu, y S.-M. Phang, «Use of Chlorella vulgaris for bioremediation of textile wastewater», Bioresource Technology, vol. 101, n.o 19, pp. 7314-7322, oct. 2010, doi: 10.1016/j.biortech.2010.04.092. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.04.092
  • F. H. Hussein, «Chemical Properties of Treated Textile Dyeing Wastewater», Asian J. Chem., vol. 25, n.o 16, pp. 9393-9400, 2013, doi: 10.14233/ajchem.2013.15909A. DOI: https://doi.org/10.14233/ajchem.2013.15909A
  • A. Idris et al., «Application of bioremediaation process for textile wastewater treatment using pilot plant», International Journal of Engineering and Technology, vol. 4, n.o 2, pp. 228-234, 2007.
  • M. C. Tomei, J. Soria Pascual, y D. Mosca Angelucci, «Analysing performance of real textile wastewater bio-decolourization under different reaction environments», Journal of Cleaner Production, vol. 129, pp. 468-477, ago. 2016, doi: 10.1016/j.jclepro.2016.04.028. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.04.028
  • D. Singh, V. Singh, y A. K. Agnihotri, «Study of textile effluent in and around Ludhiana district in Punjab, India», International journal of environmental sciences, vol. 3, n.o 4, pp. 1271-1278, 2013.
  • U. Tezcan Un y E. Aytac, «Electrocoagulation in a packed bed reactor-complete treatment of color and cod from real textile wastewater», Journal of Environmental Management, vol. 123, pp. 113-119, jul. 2013, doi: 10.1016/j.jenvman.2013.03.016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2013.03.016
  • V. J. Joshi y D. D. Santani, «Physicochemical characterization and heavy metal concentration in effluent of textile industry», Universal Journal of Environmental Research & Technology, vol. 2, n.o 2, pp. 93-96, 2012.
  • S. A. Paul, S. K. Chavan, y S. D. Khambe, «Studies on characterization of textile industrial waste water in solapur city», Int. J. Chem. Sci., vol. 10, n.o 2, pp. 635-642, 2012.
  • R. K. Ramasamy, N. A. Rahman, y W. C. San, «Effect of temperature on the ozonation of textile waste effluent», Coloration Technology, vol. 117, n.o 2, pp. 95-97, mar. 2001, doi: 10.1111/j.1478-4408.2001.tb00341.x. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1478-4408.2001.tb00341.x
  • J. Prada-Trigo, T. López-Guzman, S. Pesántez, y J. Pérez-Gálvez, «Turismo cultural, patrimonio inmaterial y elementos que inciden en la diferente satisfacción del visitante a partir del estudio del sombrero de paja toquilla», Cuadernos de Turismo, n.o 41, Art. n.o 41, may 2018, doi: 10.6018/turismo.41.327151. DOI: https://doi.org/10.6018/turismo.41.327151
  • Revista Líderes, «La elaboración del sombrero de paja toquilla es 100% artesanal». http://www.revistalideres.ec/lideres/elaboracion-sombrero-paja-toquilla-100.html (accedido 15 de diciembre de 2021).
  • El Universo, «Tejedoras azuayas tiñen y bordan los sombreros de paja toquilla», El Universo, 14 de abril de 2019. https://www.eluniverso.com/noticias/2019/04/14/nota/7283735/tejedoras-azuayas-tinen-bordan-sombreros (accedido 15 de diciembre de 2021).
  • A. Flores, P. Vitale, G. N. Eyler, y A. I. Cañizo, «Remoción de colorantes textiles aplicando procesos fotoquímicos oxidativos (UV/H2O2 /lana de acero comercial)», Afinidad, vol. 72, n.o 571, Art. n.o 571, oct. 2015, Accedido: 15 de diciembre de 2021. [En línea]. Disponible en: https://raco.cat/index.php/afinidad/article/view/300847
  • G. Trujillo, J. M. L. F. G. y Rojas J.A.A., «Empleo del reactivo de Fenton para la degradación del colorante Tartrazina», Revista Lasallista de investigación, vol. 6, n.o 1, pp. 27-34, 2009.
  • G. Terán, P. Posligua, y C. Banchón, «Dosificación mínima del reactivo Fenton para la remediación de agua contaminada con colorantes», Enfoque UTE, vol. 6, n.o 3, pp. 65-80, sep. 2015, doi: 10.29019/enfoqueute.v6n3.70. DOI: https://doi.org/10.29019/enfoqueute.v6n3.70
  • C. G. Salas, «Tratamiento por oxidación avanzada (Reacción Fenton) de aguas residuales de la industria textil», Revista Peruana de Química e Ingeniería Química, vol. 13, n.o 1, Art. n.o 1, sep. 2010.
  • S. H. Lin y C. C. Lo, «Fenton process for treatment of desizing wastewater», Water research, vol. 31, n.o 8, pp. 2050-2056, 1997. DOI: https://doi.org/10.1016/S0043-1354(97)00024-9
  • J. Blanco Jurado, «Degradación de un efluente textil real mediante procesos Fenton y Foto-Fenton», jul. 2009, Accedido: 27 de enero de 2022. [En línea]. Disponible en: https://upcommons.upc.edu/handle/2099.1/8325
  • C. Gamarra-Güere y A. La Rosa-Toro Gómez, «Decoloración del Anaranjado de metilo empleando el sistema Fenton», Revista de la Sociedad Química del Perú, vol. 80, n.o 1, pp. 24-34, ene. 2014. DOI: https://doi.org/10.37761/rsqp.v80i1.209
  • C. L. Uribe Valenzuela et al., «Reúso en procesos de blanqueo textil de los efluentes provenientes de tinturas con colorantes reactivos negros decolorados mediante el método de fenton», Revista de la Sociedad Química del Perú, vol. 86, n.o 3, pp. 300-314, jul. 2020, doi: 10.37761/rsqp.v86i3.302. DOI: https://doi.org/10.37761/rsqp.v86i3.302
  • T. R. S. Paulino, R. dos S. Araújo, y B. C. B. Salgado, «Estudo de oxidação avançada de corantes básicos via reação Fenton (Fe2+/H2O2)», Eng. Sanit. Ambient., vol. 20, n.o 3, pp. 347-352, sep. 2015, doi: 10.1590/S1413-41522015020000111627. DOI: https://doi.org/10.1590/S1413-41522015020000111627
  • ABNT, «Norma Brasileira ABNT NBR 12713 Ecotoxicologia aquática - Toxicidade aguda - Método de ensaio com Daphnia spp (Crustacea, Cladocera)». https://www.normas.com.br/autorizar/visualizacao-nbr/4957/identificar/visitante (accedido 31 de mayo de 2022).
  • INN, «NCh2083:1999 Aguas - Bioensayo de toxicidad aguda mediante la determinación de la inhibición de la movilidad de Daphnia magna o Daphnia pulex (Crustacea, Cladocera)». Instituto de Normalización Chile, 29 de octubre de 1999. [En línea]. Disponible en: https://www.inn.cl/
  • M. R. Costante y F. S. García Einschlag, «Superficies de respuesta para el análisis de la degradación foto-fenton de mezclas de colorantes.», Investigación Joven, vol. 3, n.o 1, pp. 62-63, 2016.

Downloads

Download data is not yet available.