Effects of Ca2+ Ions on the Localized Corrosion of Carbon Steel Influence of the Associated Anion

The corrosion rate of carbon steel under the attack of electrolytic mediums saturated by CO2 at a working temperature of 65 °C under dynamic conditions is studied in this paper. The effect of Ca2+ ions on corrosion rates and their dependency on the associated anion (Cl− or CO32−) with respect to the Ca2+ cation and Na+ are also assessed. A potentiostat/galvanostat associated with a rotor stator in an AISI 1040 steel-ring configuration, rotating at 600 rpm, was used. A linear polarization-resistance technique was applied to calculate the corrosion rate. It is found that the corrosion rate depends not only on the presence of Ca2+, but also on the salt anion added to the electrolytic medium. There was a strong inhibitory effect of the corrosion in the presence of Ca2+ in chloride-free mediums because of an ankerite deposition with a lower solubility compared to siderite. Moreover, it was observed that, even if the corrosion rate increased together with the Cl− concentration, its value depended on the cation introducing the anion. It was higher when Cl− was associated with Na+ compared to when it was associated with Ca2+. We found the following decreasing order in the carbon steel corrosion rate: 2% NaCl + 1380 ppm CaCl2 > 2% NaCl > 2% NaCl + 1360 ppm Na2CO3 > 2% NaCl + 1.25 g/L CaCO3 > 1450 ppm of NaCl > 1380 ppm CaCl2 > 1360 ppm Na2CO3 > 500 ppm CaCl2 > 424 ppm Na2CO3 >> 1.250 g/L CaCO3.Fil: Acosta, Verónnica Viviana. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bianchi, Gustavo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentin

Improved technique for toughness testing of shale rocks

Mode I fracture mechanics tests of mostly calcareous Vaca Muerta shale rocks were performed in a new experimental device. A hydraulic system allows the injection of pressurized fluids inside of cracks to generate applied KI and measure fracture toughness in room pressure and temperature conditions. Multi-notched 1.5″ plugs were tested with different polar and non-polar fluids (waterbased fluids and organic solvents). Some samples were subject to previous saturation in order to activate multiple micro crack initiation via various embrittlement mechanisms. The methodology allows to test a large number of plug samples with low cost and times, and with a comparatively low uncertatinty and scatter of results with respect to other techniques. Results are discussed in terms of the two stress terms at the crack tip: Stress Intensity Factor (KI) and T-stress, and according to the Extended Maximum Tangencial Strain criterion (EMTSN). The variation of toughness in dry and saturated samples are discussed in terms of damage mechanisms, as well as in terms of the stochastic nature of toughness results in these rocks. The convenience of repeating these tests at reservoir pressure and temperature conditions is recognized.Fil: Antinao Fuentealba, Fabián Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto Malvinas; ArgentinaFil: Otegui, Luis Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto Malvinas; ArgentinaFil: Bianchi, Gustavo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto Malvinas; Argentin

A comparative study on the treatment of gelatin production plant wastewater using electrocoagulation and chemical coagulation

Effluents from gelatin production plants are highly complex and difficult to treat by conventional methods. The Electrocoagulation (EC) technique was evaluated to treat effluents that contain a heavy load of Chemical Oxygen Demand (COD) and a large quantity of suspended solids. This paper presents results of laboratory scale studies that compare the performance of Chemical Coagulation (CC) with aluminum salts and EC with aluminum electrodes. The heavy organic load and suspended solids in this kind of wastewater lead to low performance in the secondary treatment. SEM-EDS were used to analyze the sludge formed in the EC process and the removal mechanism of pollutants from the wastewater. The structure and composition of the precipitates at different operation conditions, such as pH, show that EC has increased efficiency of COD removal, compared to CC with the same dose of aluminum (Al+3) as coagulant. The efficiency of COD removal was 73.6% with EC and 55.6% with CC. The in-situ formation of zeolites in the EC process explains the high efficiency of this treatment compared to the CC process. The zeolite formation during the EC process in the wastewater of the gelatin production plant has not been reported until now.Fil: Arturi, Tatiana Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto Malvinas; ArgentinaFil: Seijas, Carlos J.. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto Malvinas; ArgentinaFil: Bianchi, Gustavo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto Malvinas; Argentin

Estudio y optimización de procesos fisicoquímicos para el tratamiento de efluentes provenientes de la fabricación de detergentes

El objetivo de este trabajo fue desarrollar y optimizar el tratamiento físicoquímico (coagulación-floculación) de las aguas residuales provenientes de una empresa que se dedica a la fabricación de productos de limpieza e higiene personal como detergentes, suavizantes y champú, las cuales contienen una elevada carga orgánica. En total se estudiaron 6 muestras correspondiente a distintos procesos de elaboración de la planta (no se cuenta con la información de a qué producto pertenece cada uno de esos efluentes).Sección: Instituto Malvinas.Facultad de Ingenierí

Proceso de electrocoagulación en las aguas residuales de la industria del papel

El presente trabajo se basa en el análisis de agua de residuo generada por una empresa papelera y la evaluación de la aplicación del método de electrocoagulación para purificación de la misma con fin de cumplir con la regulación de la ley vigente. Se desarrolló el trabajo en la Dirección de Innovación Energética y Ambiental (DIEA) del Instituto Malvinas de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP).Facultad de Ingenierí

Evaluación del proceso de electrocoagulación para el pretratamiento de aguas residuales de la industria alimentaria

Las industrias de procesamiento de alimentos consumen grandes cantidades de agua y sus efluentes industriales se caracterizan por una elevadas concentraciones de Demanda Química de Oxígeno (DQO), sólidos suspendidos (SST) y nutrientes como el Fósforo. En la presente investigación, se llevaron a cabo estudios comparativos del pre-tratamiento por coagulación química convencional (CC) y electrocoagulación (EC) de un efluente generado por una empresa productora de gelatina. La electrocoagulación se realizó con electrodos de aluminio a diferentes intervalos de tiempo para verificar las variaciones en los parámetros del efluente. Los resultados revelaron que el tratamiento electroquímico permite obtener porcentajes de remoción de DQO y SST superiores al 70% y 85%, respectivamente. La EC comparada con la CC tiene mayor eficiencia de remoción de DQO y SST utilizando la misma dosis de aluminio (Al+3), adicionando Al2(SO4)3 como coagulante.Facultad de IngenieríaInstituto Malvina

A comparative study on the treatment of gelatin production plant wastewater using electrocoagulation and chemical coagulation

Effluents from gelatin production plants are highly complex and difficult to treat by conventional methods. The Electrocoagulation (EC) technique was evaluated to treat effluents that contain a heavy load of Chemical Oxygen Demand (COD) and a large quantity of suspended solids. This paper presents results of laboratory scale studies that compare the performance of Chemical Coagulation (CC) with aluminum salts and EC with aluminum electrodes. The heavy organic load and suspended solids in this kind of wastewater lead to low performance in the secondary treatment. SEM-EDS were used to analyze the sludge formed in the EC process and the removal mechanism of pollutants from the wastewater. The structure and composition of the precipitates at different operation conditions, such as pH, show that EC has increased efficiency of COD removal, compared to CC with the same dose of aluminum (Al+3) as coagulant. The efficiency of COD removal was 73.6% with EC and 55.6% with CC. The in-situ formation of zeolites in the EC process explains the high efficiency of this treatment compared to the CC process. The zeolite formation during the EC process in the wastewater of the gelatin production plant has not been reported until now.Facultad de Ingenierí

Elimination of volatile organic compounds in paint drying by absorption reaction in water combined with the ozone oxidation technique

The aim of this work was to evaluate the treatment of Volatile Organic Compounds (VOCs) released during the painting and drying process of an industrial paint by absorbing them in a water curtain and then oxidizing them with ozone. For this purpose, laboratory equipment was built consisting of a paint drying cabin and a bubble column where the VOCs were absorbed and treated. Tests were carried out with simulated effluents using distilled water and service water, to which 3.5 μg/L of formaldehyde, 11.6 mg/L of butyl acetate, 5.3 mg/L of ethanol and 5.6 mg/L of methyl ethyl ketone were added, according to data provided by the paint manufacturer; these tests were then repeated using the industrial paint currently used in the processes. The water saturation with the VOCs and the simultaneous treatment by means of ozone dosage was studied, taking the Chemical Oxygen Demand (COD) value as a treatment effectiveness parameter. VOC saturation is achieved for exposure times between 5 and 15 min in the aqueous effluent. The system of absorption and ozonation is effective for the elimination of the released VOCs, achieving a 94% reduction in the COD of the wastewater. Finally, it was observed that when O 3 is injected together with the paint, the reduction of COD in the effluent is favored due to a first instance of direct ozonation of the VOCs, and a second, slower indirect stage, generated by the presence of free radicals from the reaction of O 3 with water [hydroxyl radical (HO •), superoxide anion radical (O 2 –•) and hydroperoxyl radical (HO 2 •)] favored by the pH of the solution. The reaction kinetics of VOC oxidation is of first order.Facultad de IngenieríaConsejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnica

Eliminación de sílice y reducción de alcalinidad (como carbonatos) de aguas de pozo y de rechazo de sistemas de ósmosis inversa mediante proceso de electrocoagulación

La presencia de sílice y carbonatos ocasiona depósitos que afectan el rendimiento y la vida útil de cañerías y equipos en las plantas industriales, generando importantes pérdidas económicas por procesos de mantenimiento y paradas de las mismas. Es por ello que el agua extraída de pozos y empleada en los circuitos de refrigeración es comúnmente tratada mediante procesos de ósmosis inversa para aumentar sensiblemente su pureza. En este trabajo se estudió la optimización de las condiciones operativas de la técnica de electrocoagulación para: i) el tratamiento del agua de pozo, previo a la ósmosis inversa, con el objeto de aumentar la eficiencia y la vida útil de las membranas; ii) el tratamiento de agua de rechazo de la ósmosis inversa,de forma tal de poder recircular ese caudal, que actualmente se pierde, y aumentar entonces la eficiencia del circuito. El proceso de electrocoagulación implica la generación in situ de iones Al+3, por electrodisolución de un ánodo de aluminio de alta pureza bajo condiciones de corriente constante. Objetivos: Tratamiento de agua de pozo por métodos electroquímicos que sustituya la coagulación/floculación química convencional y/o el empleo de ósmosis inversa, para obtener agua de proceso para industrias que requieren alto grado de pureza en el agua con el fin de evitar deterioro e incrustaciones en cañerías y equipos. Tratamiento de agua de rechazo de ósmosis inversa (empleadas en industrias que requieren agua de alta pureza en sus procesos), para disminuir la concentración de sales (entre éstas, sílice y carbonatos) que permitan el vertido final en especificación de este efluente, o para recircularlo por el tratamiento de ósmosis inversa disminuyendo el consumo diario de agua, lo cual genera un impacto ambiental positivo así como un ahorro económico para las empresas.Sección: Instituto Malvinas.Facultad de Ingenierí

Determinación de los parámetros óptimos para el tratamiento de un efluente textil mediante coagulación-floculación química y electrocoagulación

Las actividades industriales generan aguas residuales que deben ser tratadas antes de su vertido final en cuerpos de agua como ríos o arroyos, o previo a su reutilización. En las industrias textiles se requieren elevados consumos de agua, energía y productos químicos auxiliares. Esto se traduce en la generación de una gran cantidad de agua residual, con elevadas concentraciones de colorantes, contaminantes orgánicos biodegradables, materia en suspensión, tensioactivos, sales y compuestos clorados. Dentro de estos colorantes se encuentra el Violeta de Metilo (VM), un colorante de triarilmetano ampliamente utilizado en la industria, el cual es el principal contaminante del efluente a tratar (ver Figura 1). El VM es de baja biodegradabilidad y se manifiesta en el agua a muy pequeñas concentraciones. La normativa vigente de descarga de efluentes en la Provincia de Buenos Aires no acepta efluentes muy coloreados ni que alteren el aspecto natural del cuerpo receptor. Debido a que el principal contaminante es un colorante con un importante aporte en el valor final de la demanda química de oxígeno (DQO), la reducción de este parámetro se tomó como criterio principal de calidad del tratamiento, junto con la turbidez final de la muestra. El objetivo de este trabajo fue la remoción del colorante VM de un efluente textil, comparando los procesos de coagulación-floculación química y electrocoagulación a escala laboratorio, por medio de ensayos de jarra, con los cuales se determinaron los parámetros más adecuados de tratamiento.Sección: Instituto Malvinas.Facultad de Ingenierí