Evaluación de la degradación del ácido 3,5- dinitrosalicílico mediante fotocatálisis homogénea en un reactor de recirculación y reactor solar CPC de la Escuela de Química de la Universidad Tecnológica de Pereira

El creciente problema medioambiental que constituyen los vertimientos procedentes principalmente de la industria y la agricultura, ha llevado a generar y proponer alternativas de reducción de la contaminación. En éste sentido, los procesos avanzados de oxidación (PAO’s), se han convertido en una herramienta importante y muy aplicada, ya que son capaces de degradar completamente y convertir en productos inocuos y/o biodegradables un amplio espectro de compuestos orgánicos e inorgánicos. El presente estudio reúne los resultados de aplicar el proceso Foto-Fenton a una muestra de Ácido 3,5- Dinitrosalicílico (DNS) con una concentración de 20 ppm. El proceso Foto-Fenton consiste en tratar la carga contaminante con una combinación de H2O2 y FeCl3 en condiciones ácidas y en presencia de radiación ultravioleta. Se determinaron las mejores condiciones de operación en el Reactor de Recirculación mediante análisis ANOVA multifactorial para los porcentajes de degradación con combinaciones de pH (2,0 y 3.0), H2O2 (300 y 500 mg/L) y FeCl3 (300 y 500 mg/L) obteniéndose como mejores: pH 3.0, 300 mg/L de H2O2 y 500 mg/L de FeCl3. Dichas condiciones se aplicaron en el Reactor de Recirculación haciendo uso de una fuente de iluminación Philips TL-D 36W/18 Black SLV centrada en 365 nm y en el Reactor Solar CPC en 90 minutos de operación durante un día con radiación solar promedio de 539,67 W/m2 y 215,33W sobre la superficie del colector; estableciendo de ésta forma la cinética de fotodegradación para el DNS en la que se presentaron unos valores de degradación primaria de 83,88% y 76,18% en el Reactor de Recirculación y Reactor Solar CPC respectivamente y unos valores de remoción de materia orgánica, medida como COT del 61,1% en el Reactor de Recirculación y del 67,78% en el Reactor Solar CPC. El estudio permitió determinar la eficiencia del método Foto-Fenton y su mayor grado de degradación para el DNS en comparación con la Fotocatálisis Heterogénea, cuyo análisis se llevó a cabo en el año 2012 en la Escuela de Química de la Universidad Tecnológica de Pereira.The increasing environmental issue built by the discharges of wastewater produced by the industry and the agriculture, has taken people to propose and develop alternatives for reducing pollution. This way, advanced oxidation processes (AOP'S) have become into an applied and very important tool, given that they are capable of degrading and turn a great quantity of organic and inorganic compounds into innocuous and biodegradable ones. This paper reports the study of the Photon Fenton process applied on a sample of 3,5 - Dinitrosalicylic acid (DNSA) in a concentration of 20 ppm. The object of this process is treating the contaminated sample with a combination of H2O2 and FeCl3 in acid conditions and with the presence of UV radiation. The best operation conditions for the recirculating reactor were determined by multivariate ANOVA analysis for the percentages of the degradation with different combinations of pH (2,0 and 3,0), H2O2 (300 mg/L and 500 mg/L) and FeCl3 (300 mg/L and 500 mg/L); best results were got with pH 3,0 , 300 mg H202/L and 500 mg FeCl3/L. These conditions were applied at the recirculating reactor using a TL-D 36W/18 Black SLV source of illumination Philips in a wavelength of 365 nm and at the CPC solar reactor with 90 minutes of operation during 1 day with an average solar radiation of 539,67 W/m2 and 215,33 W over the collector surface; this way, the photodegradation kinetics for the DNSA was established with a value of organic matter removal determined as Total Organic Carbon (TOC) = 61,1% in the Recirculating reactor, and TOC = 67,78% in the CPC Solar Reactor. This study allowed to determinate the Photo Fenton method efficiency and that this one has a better degree of degradation for the DNSA compared with the Heterogeneous photocatalysis method, which study was made in the School of Chemistry at the Technological University of Pereira in 2012

Sistema combinado electrocoagulación-filtro biológico para la remoción de carga orgánica de los efluentes lácteos

Universidad Nacional Agraria La Molina. Escuela de Posgrado. Maestría en Ciencias AmbientalesEn el presente trabajo de investigación se estudió la capacidad de remoción de la carga orgánica del efluente de la planta piloto de leche - UNALM, mediante la aplicación de un sistema combinado de electrocoagulación y filtro biológico. El proceso de electrocoagulación se trabajó en régimen batch con un volumen de 4L de muestra compuesta de lactosuero y efluente lácteo en relación 1:6 respectivamente; se evaluó la influencia de los factores pH, tiempo de reacción y densidad de corriente, determinándose los valores óptimos para obtener la mayor eficiencia de remoción de la carga orgánica. Los resultados fueron expresados en porcentajes de remoción de DQO y turbidez. Se monitoreo el pH, temperatura y conductividad eléctrica en cada ensayo. Posteriormente se construyó un filtro biológico implementado con microrganismos nativos del efluente lácteo, el filtro fue alimentado con el efluente tratado por electrocoagulación en condiciones óptimas. En el proceso de electrocoagulación, trabajando con electrodos de aluminio y hierro, se determinó que la mayor remoción de DQO del efluente lácteo de la planta piloto de lecheUNALM se obtuvo con la combinación de factores de pH 6.8, densidad de corriente de 44.39 A/m2 y tiempo de reacción de 45 minutos. Se aislaron e identificaron los microorganismos presentes en el efluente de la planta piloto de leche-UNALM, siendo éstas cepas bacterianas correspondientes a Bacillus spp, Acinetobacter spp, Lactobacillus spp y Streptococcus spp. El sistema combinado de electrocoagulación - filtro biológico con recirculación logró una eficiencia de remoción para la DQO del 89,7 % y para la DBO5 del 89,8 %, presentando un pH final de 7,37. Existen distintos métodos para tratar aguas residuales industriales, pero la aplicación de sistemas combinados como el estudiado, podría ser una alternativa para tratar aguas residuales lácteas por la eficiencia que se obtuvo.In the present work of investigation, the capacity of removal of the organic load of the effluent of the milk pilot plant - UNALM was studied, through the application of a combined electrocoagulation and biological filter system. The electrocoagulation process was carried out in batch mode with a volume of 4L of sample composed of whey and dairy effluent in a ratio of 1: 6 respectively; the influence of pH factors, reaction time and current density was evaluated, determining the optimal values to obtain the highest efficiency of removal of the organic load. The results were expressed in percentages of COD removal and turbidity. The pH, temperature and electrical conductivity were monitored in each test. Subsequently, a biological filter was implemented with native microorganisms of the dairy effluent, the filter was fed with the effluent treated by electrocoagulation under optimum conditions. In the electrocoagulation process, working with aluminum and iron electrodes, it was determined that the greatest removal of COD from the milk effluent of the pilot milk plantUNALM was obtained with the combination of factors of pH 6.8, current density of 44.39 A/m2 and a reaction time of 45 minutes. The microorganisms present in the effluent of the pilot milk plant-UNALM were isolated and identified, being these bacterial strains corresponding to Bacillus spp, Acinetobacter spp, Lactobacillus spp y Streptococcus spp. The combined system of electrocoagulation - biological filter with recirculation achieved a removal efficiency for the COD of 89.7% and for the BOD5 of 89.8%, showing a final pH of 7.37. There are different methods to treat industrial wastewater, but the application of combined systems such as the one studied, could be an alternative to treat wastewater by the efficiencies obtained.Tesi

Análisis técnico y económico en la recirculación de aguas residuales de pelambre y curtido en una curtiembre

En la actualidad, el sector industrial ha venido desarrollando sus actividades con una fuerte influencia negativa en el medio ambiente. Para el caso de las curtiembres, que es una de las actividades más agresivas con el ecosistema por los altos consumos de agua y por las cantidades considerables de residuos que generan, tanto sólidos como líquidos; se deben definir y aplicar alternativas de producción más limpia que permitan reducir los impactos ambientales negativos significativos, principalmente en el suelo y el agua. Una de las alternativas que se ha venido desarrollando con mayor fuerza en el sector para reducir estas afectaciones, es la recirculación directa o indirecta de efluentes líquidos, principalmente de las actividades o procesos que los generan y que representan mayores consumos y mayor contaminación, tal es el caso de pelambre y curtido. Estas actividades, además de consumir una cantidad considerable de agua, generan efluentes con una carga contaminante alta, y a la vez contienen productos para el proceso que se pierden como residuo, tales como cal, sulfuro (para el caso de pelambre) y cromo (para el caso de curtido). No obstante, existen otras alternativas que permiten un mejoramiento ambiental de la actividad pero que pueden no ser efectivas a la hora de evaluar la calidad del producto final (cuero). Por lo tanto, en el presente trabajo se pretende hacer un análisis técnico y económico en las alternativas de producción más limpia utilizadas con mayor frecuencia en las tenerías, identificando los beneficios ambientales que se obtienen, así como los beneficios en costos de producción, puesto que se reducen los consumos de agua y de insumos nuevos generándose ahorros para el empresario

Simulación de la implantación de diferentes tecnologías de recuperación de fósforo en una EDAR

La roca fosfática a partir de la cual se obtiene el fósforo es un recurso esencial, estratégico y limitado que se encuentra en vías de agotamiento (estimaciones en 200 años con pérdidas de competitividad en 50). Por otra parte los problemas asociados al vertido de aguas ricas en fósforo, como la eutrofización, han motivado un aumento en las exigencias de las normativas que regulan estos vertidos en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR). La recuperación de fósforo en las EDAR supone una oportunidad para reducir la dependencia de la roca fosfática y el contenido de fósforo en sus efluentes de forma que se cumplan las exigencias de las normativas vigentes. Además del beneficio ambiental, la recuperación de fósforo puede realizarse en forma de estruvita que puede ser comercializada como producto fertilizante, lo que ofrece una oportunidad de rentabilizar estos procesos de recuperación. Este proyecto pretende estudiar el rendimiento y viabilidad técnico-económica de la implantación de un sistema de recuperación de fósforo como estruvita en una EDAR, así como los efectos de la implantación sobre la operación normal de ésta. Para ello se ha realizado una revisión de tecnologías existentes que permiten la recuperación de fósforo y se ha seleccionado una EDAR para este estudio: la planta de El Prat de Llobregat. Para estudiar el rendimiento y el efecto sobre la EDAR de varios sistemas de recuperación de fósforo se ha recurrido a un software específico: BioWin 4.0, con el que se han realizado simulaciones en distintas condiciones de operación (pH 7,00 a 9,25 con ratios molares magnesio:fosfato 1:1 hasta 2:1 en el reactor del sistema de recuperación). De los sistemas de recuperación analizados se estudia la implantación de tres de ellos: Ostara Pearl, Ostara Pearl + Wasstrip, y Nuresys. De estas simulaciones se ha llegado a la conclusión de que el efecto sobre el resto de equipos de la EDAR y su operativa habitual es mínimo, el comportamiento de los sistemas de recuperación es el mismo y que los resultados son similares en los tres casos, aunque el sistema combinado Pearl + Wasstrip de Ostara presenta unos resultados ligeramente mejores debido a la presencia de una etapa de liberación de nutrientes antes del sistema de recuperación. Se estima el potencial de estruvita recuperada entre 165 y 670 toneladas anuales para unas condiciones de operación de pH 7 y 8, respectivamente, y una adición de magnesio tal que la proporción molar magnesio:fosfato en el reactor del sistema de recuperación es 1:1. El estudio de viabilidad aproximado muestra que la implantación de este tipo de tecnologías en la EDAR puede ser viable y que es posible alcanzar periodos de retorno de la inversión menores a 8 años en determinadas condiciones

Clarificación de vinazas de caña de azúcar por tratamiento fisicoquímico y filtración con membranas

En este estudio se evaluó la disminución de carga contaminante de vinaza generada en la producción de etanol a partir de caña de azúcar mediante las operaciones de coagulación/floculación, sedimentación, microfiltración y ultrafiltración con membranas de poliétersulfona de 100 y 5 kDa. Se obtuvo una reducción de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) desde 46294 hasta 14862 mg/L de O2, remoción del 92 % en el color y del 67 % en sólidos totales. En la etapa de coagulación/floculación se utilizó policloruro de aluminio (PACl) generando la remoción mayoritaria de carga contaminante. Se evidenció un alto coeficiente de ensuciamiento de las membranas de microfiltración, lo que resultó en una reducción significativa del flujo a través de la membrana. En las membranas de ultrafiltración se obtuvo un coeficiente de permeabilidad reducido respecto al obtenido con el agua desionizada. La cantidad de sólidos remanentes en el permeado, el color y la DQO en el efluente final son el resultado de los azúcares, ácidos orgánicos, minerales y otros compuestos de bajo peso molecular no removidos en el tratamiento evaluado.Abstract. The effectiveness of the sequence of coagulation, sedimentation, microfiltration and ultrafiltration was evaluated to reduce the organic loading of vinasse, the residue of alcohol distillation of sugarcane. The process removes a significant amount of COD, from 46294 - 14862 mg/L, and color and total solids reductions of 92% and 67%, respectively. The coagulation using polyaluminium chloride (PACl) and it generated the majority of pollutant load removal. The ultrafiltration membrane material was polyethersulfone with a molecular weight cut-off of 100 kDa and 5 kDa. We find that flux declines during microfiltration and ultrafiltration experiments and that indicates the membrane fouling. The water permeability observed is higher than vinasse permeability in two membranes. The treatment assessed could not remove low molecular weight solids such as sugar, organic acids and minerals.Maestrí

Diseño de investigación para el análisis de la implementación de metodología complementaria para la reducción de fósforo en una planta de tratamiento de aguas residuales en la industria de bebidas

Determinar el tipo de coagulante que es más efectivo para la remoción de fósforo, así como la concentración que es factible operativa y económicamente en la infraestructura actual de una planta de tratamiento de agua residual en la industria de bebidas

Estudio de la degradación de sustancias peligrosas presentes en aguas de salida de EDAR mediante tratamiento Fenton

El aumento del consumo de agua ha convertido ésta en un recurso frágil y escaso. La reutilización de las aguas residuales urbanas presenta una clara alternativa para afrontar los problemas de escasez de recursos hídricos. Las aguas regeneradas son las aguas residuales urbanas depuradas en EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales), sometidas a un proceso de tratamiento complementario para adecuar su calidad al uso al que vayan destinadas. Deben cumplir además con la legislación vigente por medio del RD 1620/2007 por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas. Actualmente se está estudiando sobre los procesos de oxidación avanzada (POAs), que se basan en la generación de radicales hidroxilo capaces de mineralizar los contaminantes. Uno de ellos, el proceso Fenton, es objeto de estudio en este proyecto. En la oxidación de compuestos orgánicos mediante procesos Fenton se mantienen en disolución el efluente residual y los reactivos (peróxido de hidrógeno y sal de hierro) durante un tiempo determinado para completar la reacción, que se lleva a cabo normalmente en medio ligeramente ácido. Los objetivos de este proyecto son caracterizar el agua de salida de una EDAR municipal real para determinar las sustancias peligrosas que comúnmente se encuentran, recopilar información bibliográfica de las sustancias peligrosas habitualmente encontradas en efluentes EDAR, obtener las condiciones óptimas de aplicación del tratamiento Fenton y aplicarlo para estudiar la degradación de sustancias peligrosas. Una vez caracterizada el agua de cinco EDAR municipales reales y recopilado información bibliográfica sobre las sustancias peligrosas que comúnmente se encuentran en aguas de salida de EDAR, se determinó que las sustancias más representativas eran cloroformo, 4-t-octilfenol y plaguicidas. Otro de los principales objetivos fue aplicar un tratamiento Fenton a aguas de salida de EDAR urbana para eliminar las sustancias peligrosas que pueda contener. En primer lugar, se optimizó el proceso foto-Fenton en una cámara solar partiendo de determinadas concentraciones de catalizador de hierro y peróxido de hidrógeno sobre una muestra sintética obtenida en el laboratorio en una planta piloto de lodos activos con recirculación que reproduce de manera adecuada la composición de aguas reales de salida de depuradora. Las condiciones óptimas en cámara solar fueron 2 mg/l de catalizador de hierro, 25 mg/l de peróxido de hidrógeno, pH=3 y 60 minutos de tratamiento. El tratamiento óptimo, se aplicó sobre una muestra sintética fortificada con las sustancias peligrosas más representativas encontradas. Se determinó que el porcentaje de eliminación de cloroformo y 4-t-octilfenol fue de 38 y 90% respectivamente. Entre los plaguicidas estudiados, se observaron distintos comportamientos. Para el isoproturon, dimetoato y 3,4-dicloroanilina se observaron porcentajes de eliminación del 73, 54 y 42% respectivamente. Otro segundo grupo de plaguicidas fue menos degradado: terbutrina, simazina y clorpirifos con 20, 11 y 4% respectivamente. Por otro lado, clorfenvinfos, metolacloro, prometon y terbutilazina no se degradaron durante el proceso. Se estimó que este tratamiento supone unos costes de operación únicamente por la adición de reactivos propios del tratamiento Fenton de 0,02 €/m3 y por la acondicionación de pH 7,13 €/m3

Evaluación de la digestión anaerobia como alternativa de estabilización de biosólidos producidos en la planta de tratamiento de aguas residuales de la Universidad Tecnológica de Pereira

Actualmente para la sociedad es de gran importancia la protección del medio ambiente, la reducción del consumo energético, la preservación de fuentes de materias primas y la reducción de residuos contaminantes, con el fin de evitarsu efecto nocivo; para ello se hace necesario estabilizar los contaminantes garantizando de esta manera la seguridad ambiental en la disposición de aquello que por razones tecnológicas o económicas no haya podido ser reutilizado (Rodríguez, 2010). Para esta investigación es de gran importancia el creciente aumento de la producción de lodos, procedentes del tratamiento de aguas residuales en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la Universidad Tecnológica de Pereira (PTAR-UTP),ya que generan serios problemas para su almacenamiento y aún más, para su disposición final. La composición de estos lodos representa una fuente de materia orgánica y de elementos fertilizantes que pueden ser usados en actividades agrícolas, permitiéndoles ser incorporados a los ciclos naturales de la materia y la energía. Además de ser utilizados como materia prima de procesos biotecnológicos para la producción de biogás. De esta manera se produce un doble beneficio, ambiental y agrario, consiguiéndose su eliminación sin alteración relevante del equilibrio ecológico(Rodríguez, 2010)

Diseño y simulación de una estación depuradora de aguas residuales mediante el software informático DESASS 1.1 R

El objetivo de este proyecto es realizar un estudio de diseño y explotación basado en la E.D.A.R. de Cariñena, por medio del software informático DESASS 1.1 ® ® (cedido por la Universidad de Zaragoza). Mediante la utilización de dicho programa, se llevarán a cabo las siguientes acciones: · Establecer un esquema básico de funcionamiento basado en la E.D.A.R. de Cariñena. · Elaborar un diseño de las distintas unidades del proceso de depuración, dando para ello la máxima libertad posible al programa. · En base a ese diseño, simular las condiciones de depuración para verificar si los vertidos cumplen la normativa 91/271/CEE. Asimismo, recalcar que un objetivo añadido del presente proyecto ha sido el descubrimiento y aprendizaje en el manejo de un nuevo software informático para el diseño de procesos de depuración de aguas residuales: DESASS 1.1. A ese respecto, señalar que el enfoque del presente proyecto ha estado constantemente supeditado a las posibilidades que dicho programa iba ofreciendo

Estudio de las tecnologías empleadas para el manejo de lixiviados y su aplicabilidad en el medio

Los lixiviados son los líquidos que se generan de la descomposición de los residuos sólidos y de la percolación del agua lluvia a través de dichos desechos -- Estos líquidos son altamente contaminantes, por lo que existen en el mundo legislaciones que promueven el uso de diferentes tecnologías y métodos que ayudan a reducir el impacto negativo de éstos sobre el medio ambiente -- El objetivo de este proyecto, es realizar un estudio detallado del proceso de generación de los lixiviados y las tecnologías que existen para tratarlos, con el propósito de destacar las metodologías más adecuadas para llevarlo a cabo en el medio, planteando soluciones para problemas concretos -- El trabajo se basa principalmente en la revisión bibliografía de libros, revistas, trabajos de grado anteriores, Internet y en visitas realizadas a diferentes empresas del área metropolitana -- Las propuestas de tratamiento se realizaron para dos empresas locales, y en éstas se contempla el uso de sistemas de tratamiento que cuenta con varias etapas, como lo son pre-tratamientos donde se remueven los sólidos y grasas, tratamientos primarios donde se degrada el material orgánico, tratamientos secundarios para remover de forma efectiva los sólidos presentes en el líquido pre-tratado, y tratamientos terciarios que ayudan a pulir las características del líquido resultant