Removal of Escherichia coli from Domestic Wastewater using Electrocoagulation

Abstract

The objective of this study was to evaluate the efficiency of electrocoagulation for the removal of Escherichia coli from domestic and urban wastewaters and to determine the effects of the main operational parameters on the process. An electrocoagulation reactor with aluminum and iron electrodes was built for this purpose. A factorial design was applied, where amperage, treatment time, and pH were considered as the factors and E. coli percent removal was the response variable. After 20 min of treatment, >97% removal efficiency was achieved. The highest E. coli removal efficiency achieved was 99.9% at a neutral pH of 7, amperage of 3 A, and treatment time of 60 min. However, removal efficiency of close to 99% was also achieved at natural wastewater pH of 8.5. Statistical analyses showed that the three tested factors significantly affected E. coli percent removal (p < 0.05). These results indicate that electrocoagulation has a high disinfection power in a primary reactor in removing water contaminants as well as simultaneously removing pathogenic microorganisms when compared to biological treatment processes. This represents an additional benefit because it will considerably reduce the use of chlorine during the final disinfection stage.

El objetivo de este estudio fue evaluar la eficiencia de la electrocoagulación para eliminar Escherichia coli de las aguas residuales domésticas y urbanas y determinar los efectos de los principales parámetros operativos en el proceso. Para ello, se construyó un reactor de electrocoagulación con electrodos de aluminio y hierro. Se aplicó un diseño factorial, donde el amperaje, el tiempo de tratamiento y el pH se consideraron como los factores y el porcentaje de eliminación de E. coli fue la variable de respuesta. Después de 20 minutos de tratamiento, se logró una eficacia de eliminación >97%. La mayor eficiencia de eliminación de E. coli alcanzada fue del 99.9% a un pH neutro de 7, un amperaje de 3 A y un tiempo de tratamiento de 60 min. Sin embargo, también se logró una eficiencia de remoción cercana al 99% a un pH de agua residual natural de 8.5. Los análisis estadísticos mostraron que los tres factores probados afectaron significativamente la eliminación del porcentaje de E. coli (p <0.05). Estos resultados indican que la electrocoagulación tiene un alto poder de desinfección en un reactor primario para eliminar los contaminantes del agua y, al mismo tiempo, eliminar los microorganismos patógenos en comparación con los procesos de tratamiento biológico. Esto representa un beneficio adicional porque reducirá considerablemente el uso de cloro durante la etapa final de desinfección.