Diseño de un sistema de biofiltración para la remoción de estireno

El presente trabajo se enfocó en desarrollar un proceso para la eliminación del gas estireno, un contaminante orgánico generador de malos olores en el aire. Se construyó un sistema de biofiltración en el cual se emplearon bacterias del tipo Pseudomona aeruginosa y Escherichia coli adheridas a un soporte de piedra pómez. Se contaminó aire con estireno en concentraciones por encima del estándar norteamericano (TLV 40 ppm, ACGIH 2002), para simular una atmósfera laboral de alto riesgo a la salud. A fin de evaluar la eficiencia del sistema, se midieron directamente las concentraciones de estireno a la entrada y a la salida, utilizando un medidor de vapores orgánicos. Durante los primeros días se obtuvieron remociones por encima del 55%, para un promedio de 5 mediciones diarias, durante un periodo de 10 días. El sistema se fue estabilizando progresivamente durante la fase inicial, por lo que la remoción no fue la óptima. A partir del día 8 se alcanzaron remociones promedio por encima del 70% y remociones específicas superiores al 90%. El soporte de piedra pómez demostró ser una buena alternativa, facilitando la formación de una biopelícula; la rápida saturación de sus microporos permitió garantizar la baja adsorción del compuesto orgánico en el medio (piedra pómez + microorganismos), confirmando un auténtico proceso de biodegradación.This work was focused on developing an elimination process of styrene, an organic compound generating complex odors in air, through the design and construction of a biofiltration system, utilizing bacteria of the Pseudomona aeruginosa and Escherichia coli types stuck on a pumice stone support. Air was contaminated with styrene, in concentrations above the American Standard (TLV 40 ppm, ACGIH Worldwide, 2002), to simulate a hazardous work environment to the human health. To evaluate the efficiency of the system, the contaminated inlet air as well as the outlet flow were analyzed by taking direct styrene concentrations measurements with an organic vapor meter. Initially, the results obtained from the styrene degradation were above 55%, for a five-daily-sampling average during 10 days. This percentage was a consequence of the progressive stabilization process of the system within the first days, so the removal was low. However, average removals above 70% and punctual removals above 90% were reached after the eighth day. The pumice stone support demonstrated to be a good alternative to improve biofilm formation; the rapid micropore saturation guaranteed low adsorption of the organic compound and confirmed the elimination of styrene via biodegradation

Diseño, montaje, puesta en marcha y evaluación de un sistema de biofiltracion a escala banco para la remoción de vapores de formaldehido.

S/

Eficiencia de un biofiltro percolador a base de poliestireno y lodos activados para reducir benceno en el aire, Villa Salvador, 2019

El presente trabajo de investigación, tiene como objetivo principal evaluar el experimento y adecuar la muestra en un biofiltro percolador, ya que el lodo activado tiene presencia de microorganismos como E. coli y Pseudomona Sp. Las muestras fueron adaptadas por un periodo de 26 días en condiciones de oxigenación apropiadas y mediante la adición de sustancias nutritivas (micro y macro nutrientes), así mismo se vierte 0.5 mL del contaminante (benceno). Seguidamente se construye el biofiltro percolador a escala de laboratorio, con un soporte a base de poliestireno que fue inoculado con las muestras de lodo activado, con la finalidad de tratar la corriente de aire contaminado con benceno y un caudal de 11.7m3/h. Dicha unidad experimental consto de tres reactores de material de acrílico que funcionaron de forma paralela y de manera continua, por un periodo de 12 días. Finalmente, se monitorea la concentración del contaminante al momento del ingreso y salida del sistema de biofiltros percolador esto se realiza cada dos días, con el equipo medido de COV´s Mini RAE 2000. La investigación desarrollada fue aplicativa, con un enfoque cuantitativo, de nivel explicativo y un diseño experimental, en el cual se desarrolló un pre y post prueba. Mediante los resultados obtenidos en la etapa de operación de la unida experimental, se determinó que la concentración del benceno en la corriente de aire tratada en los tres biofiltros, logro alcanzar valores máximos de eficiencia de remoción (ER) 42.15%, 57.08% y 50.57% para concentraciones finales obtenidos es de 19.9ppm, 19.10ppm, y 19.50ppm respectivamente. Se concluye, en la investigación que el material de soporte a base de poliestireno en un biofiltro percolador, permite en promedio menos una ER del 20% del contaminante benceno

Sistemas biológicos para el manejo ambiental: alternativas de control para contaminantes atmosféricos

Abstract: Atmospherics emissions can be generated in different ways that affect human health, among the most important pollutants that are continuously monitored  concern sulfur oxides, nitrogen oxides, volatile organic compounds (VOCs) and carbon  dioxide, however control methods depend on the economic resources company and  technological viability of the country. An additional factor is the lack of knowledge regarding chemical or biological treatment options, being the latter important as a “green”  alternative in relation to air pollutants management. This report aims to disseminate  basic  knowledge on the functionality of biofiltration systems for gas emissions with environmental contaminants. Therefore, literature search was performed in order to structure the advantages, disadvantages and applications of biofiltration systems. It was shown that the temperature (30 ± 10 °C), relative humidity (≈40 %), filter material and microorganisms of these biofiltration systems are essential to their efficiency, thus being useful for different pollutants generated by a variety of industries mainly by the low water requirement for their operation, even though they have not been positioned commercially in Colombia could be an economical, eco-friendly and efficient tool for the treatment of atmospherics pollutants. It was concluded that biological treatment systems offer a wide variety of economical and ecological solutions for many greenhouse gas emissions and they seek to position themselves in the country with the help  of research and implementation as one of the leading technologies for the treatment  of atmospherics emissions.Resumen: Las emisiones atmosféricas pueden generarse de diferentes maneras y repercuten en la salud de las personas; entre los contaminantes más importantes están: óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles, y dióxido de carbono, los cuales son monitoreados constantemente; sin embargo, los métodos de control dependen de las disponibilidades económicas de las empresas y de  la viabilidad tecnológica del país. Un factor adicional es la falta de conocimientos en  relación a las alternativas de tratamientos químicos o biológicos, este último vital  por tratarse de alternativas “verdes” en manejo de contaminantes atmosféricos. El  presente artículo da a conocer los conceptos básicos referentes a la funcionalidad de  sistemas de infiltración de emisiones atmosféricas con contaminantes ambientales.  Para ello se realizó una búsqueda de información bibliográfica con el fin de estructurar  las ventajas, desventajas y aplicaciones de sistemas de biofiltración, con ello, se evidencia que la temperatura (30±10 °C), humedad relativa (≈40 %), material filtrante y los microorganismos del sistema son fundamentales para la eficiencia del mismo, útiles además para diferentes contaminantes generados por variedad de industrias como: la minera, la petroquímica, los procesos de combustión de materiales plásticos, las papeleras y la siderúrgica. Se concluyó que los sistemas de tratamiento biológico ofrecen una amplia variedad de soluciones económicas y ecológicas para emisiones de gases contaminantes como NOx o SOx; estos sistemas buscan posicionarse en el país como la mejor alternativa para el tratamiento de emisiones atmosféricas, con ayuda de la investigación e implementación del tema

Sistemas biológicos para el manejo ambiental: alternativas de control para contaminantes atmosféricos

Abstract: Atmospherics emissions can be generated in different ways that affect human health, among the most important pollutants that are continuously monitored  concern sulfur oxides, nitrogen oxides, volatile organic compounds (VOCs) and carbon  dioxide, however control methods depend on the economic resources company and  technological viability of the country. An additional factor is the lack of knowledge regarding chemical or biological treatment options, being the latter important as a “green”  alternative in relation to air pollutants management. This report aims to disseminate  basic  knowledge on the functionality of biofiltration systems for gas emissions with environmental contaminants. Therefore, literature search was performed in order to structure the advantages, disadvantages and applications of biofiltration systems. It was shown that the temperature (30 ± 10 °C), relative humidity (≈40 %), filter material and microorganisms of these biofiltration systems are essential to their efficiency, thus being useful for different pollutants generated by a variety of industries mainly by the low water requirement for their operation, even though they have not been positioned commercially in Colombia could be an economical, eco-friendly and efficient tool for the treatment of atmospherics pollutants. It was concluded that biological treatment systems offer a wide variety of economical and ecological solutions for many greenhouse gas emissions and they seek to position themselves in the country with the help  of research and implementation as one of the leading technologies for the treatment  of atmospherics emissions.Resumen: Las emisiones atmosféricas pueden generarse de diferentes maneras y repercuten en la salud de las personas; entre los contaminantes más importantes están: óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles, y dióxido de carbono, los cuales son monitoreados constantemente; sin embargo, los métodos de control dependen de las disponibilidades económicas de las empresas y de  la viabilidad tecnológica del país. Un factor adicional es la falta de conocimientos en  relación a las alternativas de tratamientos químicos o biológicos, este último vital  por tratarse de alternativas “verdes” en manejo de contaminantes atmosféricos. El  presente artículo da a conocer los conceptos básicos referentes a la funcionalidad de  sistemas de infiltración de emisiones atmosféricas con contaminantes ambientales.  Para ello se realizó una búsqueda de información bibliográfica con el fin de estructurar  las ventajas, desventajas y aplicaciones de sistemas de biofiltración, con ello, se evidencia que la temperatura (30±10 °C), humedad relativa (≈40 %), material filtrante y los microorganismos del sistema son fundamentales para la eficiencia del mismo, útiles además para diferentes contaminantes generados por variedad de industrias como: la minera, la petroquímica, los procesos de combustión de materiales plásticos, las papeleras y la siderúrgica. Se concluyó que los sistemas de tratamiento biológico ofrecen una amplia variedad de soluciones económicas y ecológicas para emisiones de gases contaminantes como NOx o SOx; estos sistemas buscan posicionarse en el país como la mejor alternativa para el tratamiento de emisiones atmosféricas, con ayuda de la investigación e implementación del tema

Filtro biológico utilizando Moringa oleífera y Carbón Activado para mejorar la calidad en el agua de subsuelo con fines de consumo humano en la ciudad de Pachacútec-Ventanilla, 2020

El presente estudio tuvo como objetivo la elaboración de un filtro biológico de agua usando como empaque Moringa oleífera y carbón activado, la semilla de Moringa fue sometida a temperatura de 100°C por 30 minutos, molida y tamizada a granulometría 2mm, se utilizaron nueve filtros con tres tratamientos el primero con empaque 500 gramos de moringa y 300 gramos de carbón activado de malla 12, el segundo tratamiento con 400 gramos de moringa y 300 gramos de carbón activado y el tercer tratamiento con empaque de 300 gramos de moringa y 300 gramos de carbón activado, luego de los ensayos repetitivos se optimizaron los tratamiento obteniendo 43 L/día, 56 L/día y 98 L/día respectivamente, con una remoción del 97 % para Escherichia coli y 98 % de Coliformes totales, en cuanto a parámetros fisicoquímicos se redujo el pH hasta 7,4, remoción en DBO5 del 99%, Turbidez 98,5 %, Solidos Totales en 74 %, conductividad eléctrica el 94% y aumento la concentración del oxígeno disuelto en 22%. Se concluye que el filtro biológico de Moringa oleífera y carbón activado, es alternativa de solución en el tratamiento de agua subterránea con ventaja económica, ambiental y sostenible en la mejora de la calidad del recurso y vida de la población

Diseño y construcción de un sanitario ecológico a través de un biofiltro de bagazo de caña para aguas negras en la Finca Ovina San Pablo de la Parroquia Rural Facundo Vela.

La presente investigación tubo como objeto diseñar un sanitario ecológico a través de un biofiltro con bagazo de caña para aguas negras aplicado en la Finca Ovina San Pablo de la parroquia rural Facundo Vela, provincia de Bolívar. La metodología del trabajo técnico partió del levantamiento topográfico del lugar exacto de muestreo y su posterior caracterización del agua pre y post tratamiento. Los parámetros de análisis fueron: Color, potencial hidrógeno (pH), Conductividad, Turbiedad, Cloruros, Nitratos, Fosfatos, Solidos Suspendidos (SS), Solidos Disueltos Totales (TDS), Demanda Química de Oxígeno (DQO), Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), Coliformes Totales (CT) y Coliformes Fecales a tres concentraciones: (i) concentración blanca, (ii) concentración residual y (iii) concentración residual filtrada de una familia del sector. Los valores obtenidos se compararán con los límites especificados en el Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente (TULSMA), la cual nos indica los límites permisibles enmarcados en Norma de Calidad Ambiental y de descarga de efluentes. En la elaboración del biofiltro se utilizó, materiales como: bagazo de caña, piedra caliza, carbón activado, grava, piedra caliza y como base se encuentra una capa de piedra pómez que sirve como soporte para las demás capaz y a su vez evita la filtración de la arena por la tubería. En base a los resultados de los análisis realizados se obtuvo que, con la implementación del biofiltro y utilización de estos materiales, se logró disminuir los valores de los parámetros ensayados en un 77%. Se concluye que se puede gestión la reutilización del agua con ideas innovadoras y de bajo costo. Su aplicación es muy valiosa para la agricultura, dado que garantiza el recurso de forma continua. Se recomienda a corto, mediano y largo plazo replicar la idea y dotar a la comunidad condiciones adecuadas para vivir, dado que con esto se puede evitar enfermedades en los habitantes consiguiendo higiene en los hogares.The following investigation's objective was to design an ecological sanitary through a biofilter with cane bagasse for black waters applied in the Ovina San Pablo Farm of the rural parish Facundo Vela, Bolívar province. The methodology of the technical work started from the topographic survey of the exact place of sampling and its subsequent characterization of the water before and after treatment. The parameters of analysis were: Color, hydrogen potential (pH), Conductivity, Turbidity, Chlorides, Nitrates, Phosphates, Suspended Solids (SS), Total Dissolved Solids (TDS), Chemical Oxygen Demand (COD), Biochemical Oxygen Demand ( DB05), Total Coliforms (CT) and Fecal Coliforms at three concentrations: (i) white concentration, (ii) residual concentration and (iii) filtered residual concentration of a family of the sector. The values obtained will be compared with the limits specified in the Unified Text of Secondary Legislation of the Ministry of the Environment (TULSMA), which indicates the permissible limits framed in Environmental Quality Standard and discharge of effluents. In preparation of the biofilter was used, materials such as cane bagasse, limestone, activated carbon, gravel, sand and as a base is a layer of pumice stone that serves as a support for the other capable and in turn prevents the filtration of the sand by a pipe. Based on the results of the analyses carried out, it was obtained that, with the implementation of the biofilter and the use of these materials, the values of the tested parameters were reduced by 77%. It is concluded that water reuse can be managed with innovative and low-cost ideas. Its application is very valuable for agriculture since it guarantees the resource continuously. It is recommended in the short, medium and long term to replicate the idea and provide the community with adequate conditions to live, given that this can prevent diseases in the inhabitants by getting hygiene in the homes

Biofiltración de vapores de alcohol isoamílico procedentes de un proceso industrial de fragancias y saborizantes

En ésta investigación se comparó el comportamiento de dos tipos de biofiltros empleados en la remoción de vapores de alcohol isoamílico (AI). Uno de estos biofiltros (B1) se empacó con una mezcla de compost-pellets de polipropileno-lodo activado (50:40:10 % en volumen), mientras el otro (B2) se empacó con compost-pellets de polipropileno (60:40 % en volumen). Ambos equipos tuvieron 1,27 m de altura y 0,23 m de diámetro, y fueron divididos en dos secciones de 0,4 m de altura efectiva cada una. Los biofiltros se estudiaron durante 10 semanas, con carga superficial constante de 30 m3/ m2h y humedad de lecho entre 45 y 50 % en base húmeda. La concentración de AI en la corriente de entrada a cada lecho presentó fluctuaciones entre 0,007 a 0,956 g/m3. La alimentación de AI a los biofiltros fue discontinua debido a que esta sustancia se tomó de corrientes gaseosas residuales de un proceso industrial tipo bacth, donde el horario de trabajo fue de 9 horas diarias y 5 días a la semana. En los periodos de discontinuidad (periodos de no uso) se alimentaron 3 L/min de aire sin AI. La eficiencia de remoción para B1 estuvo entre 49,95 y 99,99 %, y para B2 se mantuvo entre 42,6 y 99,98 %. La mayor capacidad de eliminación registrada fue 27,98 g/m3h para B1 y 26,98 g/m3h para B2. Adicionalmente se encontró que en ambos lechos hubo un crecimiento de Pseudomonas de un orden de magnitud y menos de un orden de magnitud para bacterias heterotróficas, lo que sugiere que hubo actividad microbiológica en los bioreactores. Estos resultados indican que en este experimento no hubo diferencias en la remoción de AI entre B1 y B2. Además los resultados también mostraron que las fluctuaciones en eficiencia de remoción tienen mayor posibilidad de ser originadas por variaciones de la concentración de entrada que por los periodos de no uso. En general se puede afirmar que ambos biofiltros son aptos para tratar este tipo de gas en las mismas condiciones de operación del experimento, ya que ninguno emitió vapores que sobrepasaran la concentración máxima permitida de AI en aire, la cual es 0,36 g/m3.PregradoINGENIERO(A) EN QUIMIC

Evaluación de la eficiencia de captura de malos olores con sustratos de lechuguín (eicchornia crassipes) y bagazo de caña (saccharum officinarum)

Evaluar la eficiencia de la captura de malos olores con sustratos de lechuguín (Eicchornia crassipes) y bagazo de caña (Saccharum officinarum).El estadio de la Universidad Técnica del Norte ubicado en la Avenida 13 de Abril y Morona Santiago, parroquia el Sagrario se encuentra un sistema de tratamiento de aguas residuales que desprende malos olores, causando impactos en la salud y por ende representan un deterioro en la calidad de vida de los seres vivos, de esto nace la necesidad de controlar los odorantes causantes la contaminación atmosférica, la investigación evaluó la captura de malos olores en prototipos de biofiltros utilizando sustratos de lechuguín y bagazo de caña, demostrando la eficiencia en la reducción de sulfuro de hidrógeno y amoniaco presentes en los gases resultantes de la operación de la planta de tratamiento, para este propósito se utilizó la bomba manual Dragër y los tubos colorímetros, midiendo de esta forma las concentraciones de los gases. Se comprobó la disminución de la concentración de sulfuro de hidrógeno en ambos sustratos, y una mayor eficiencia en la reducción de amoniaco en el bagazo de caña en contraposición del sustrato de lechuguín. Al analizar las variables como el pH y la temperatura se concluyó que el aumento de 3 veces la medida inicial de amoniaco en el sustrato de lechuguín se debió al pH interno alcalino durante el periodo de estudio.Ingenierí

Estudio de la respuesta fisiológica de hongos filamentosos al crecer con sustratos gaseosos de diferente grado de hidrofobicidad

Se ha reportado que la degradación de hidrocarburos cuticulares es una ruta metabólica utilizada por hongos para obtener energía (Napolitano y Juárez, 1997; Crespo, 1990). Crespo et al, 2002 reportaron que al crecer a Beauveria bassiana en un medio con n-hexadecano se incremento su virulencia contra su huésped. Trabajos sobre el tratamiento de contaminantes han demostrado que algunos hongos pueden utilizar hidrocarburos (alifáticos y aromáticos) como única fuente de carbono y energía (Prenafeta-Boldú et al., 2005; García-Peña et al., 2005). En los biofiltros, los organismos crecen sobre un soporte donde el agua libre es escasa y los sustratos volátiles son provistos desde la fase gaseosa. El desarrollo de los hongos filamentosos está particularmente favorecido por la relativa baja actividad de agua y por la acidificación del sistema, resultado de la actividad biológica (Cox et al., 1993; Prenafeta Boldú et al., 2001; Kennes y Veiga, 2004). Se ha sugerido que el micelio aéreo del hongo, el cual está en contacto directo con el gas, podría tomar más rápidamente los compuestos hidrofóbicos que una película plana acuosa característica de las bacterias (Wösten, 2001). Los hongos filamentosos adaptados al crecimiento sobre superficies, presentan características fisiológicas como son la formación de micelio aéreo y superficies hidrofóbicas. Ambas características se encuentran relacionadas con la producción de proteínas de pequeño tamaño molecular, moderadamente hidrofóbicas, exclusivas de los hongos filamentosos (ascomicetos y basidiomicetos), con actividad surfactante, llamadas hidrofobinas, implicadas en los pasos iniciales de la patogénesis fúngica, donde los hongos necesitan adherirse a la superficie hidrofóbica del huésped (Raymond et al., 1998; Scherrer y Onno 2000; Wösten y Willey, 2000; Pedrós-Marí 2003). En este trabajo se evaluó la capacidad de hongos conocidos por su aplicación en biocontrol para consumir sustratos gaseosos hidrofóbicos. Además se estudio la respuesta fisiológica que tienen los hongos filamentosos al crecer en un ambiente hidrofóbico, mediante la hidrofobicidad superficial y expresión de hidrofobinas. Estableciendo un estudio inicial acerca de la utilización de hongos filamentosos en sistemas de biofiltración para tratar corrientes gaseosas contaminadas con hidrocarburos y a su vez obtener algún producto con valor agregado como pueden ser las hidrofobinas. Los hongos evaluados fueron capaces de consumir tolueno y hexano. El micoparasito Trichoderma harzianum fue capaz de consumir el 61.7% de tolueno y el 23.7% de hexano. Mientras que el entomopatógeno Lecanicillium lecanii fue capaz de consumir el 31% de tolueno y el 13.6% de hexano. La hidrofobicidad superficial del hongo Rhinocladiella similis fue mayor a 90º al crecer en un ambiente hidrofóbico generado por el hexano que al crecer en un ambiente hidrofílico con etanol. Lo cual podría estar correlacionado con el tipo de proteínas producidas durante su desarrollo. Ya que existe una clara diferencia en el patrón de bandas de las proteínas producidas por el hongo al crecer en un biofiltro alimentado con hexano (15 kDa y 28.9 kDa) respecto al biofiltro alimentado con etanol (8.5 kDa y 7 kDa), estas ultimas podrían tratarse de hidrofobinas clase II las cuales son fácilmente disociadas con SDS al 2%, y que parecen estar relacionadas con el crecimiento del hongo en ambientes acuosos al no formar rodlets. (Wessels, 1997; Wösten, 2001; Stringer and Timberlake, 1995; Lugones et al., 1996; Wetter et al., 2000). Por ultimo se logro establecer el método para la extracción de proteínas de bajo peso molecular (presuntas hidrofobinas) del micelio de Rhinocladiella similis creciendo sobre un soporte sólido en columnas de biofiltración