Pruebas de adsorción y regeneración química de carbón activado granular de madera y de cáscara de coco para el tratamiento de agua residual de la industria del teñido textil

131 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería Ambientales.En la presente investigación se estudió el proceso de adsorción con carbón activado granular (CAG) como tratamiento para una descarga muestreada de una industria dedicada a la tinción textil. (1) Se probaron dos tipos de CAG virgen, uno a base de madera y otro a base de cáscara de coco. Todos los experimentos se realizaron en modo batch a escala de laboratorio, operando con un volumen de 50 mL. Con el objeto de determinar las condiciones que favorecen el proceso de adsorción se modificaron algunos parámetros: la dosis de adsorbente (0.1g, 0.5g, 1g, 5g y 10g), el tiempo de reacción t, la temperatura T (25°C ± 3°C, 60°C y 80°C), y el pH (2,7 y 10). Para medir la eficiencia del método se monitorearon los parámetros de DQO según la Norma Mexicana NMX-AA-030/2-SCFI-2011, y de Color Espectrofotométrico a 555 nm (longitud de onda máxima de barrido región UV-Visible). (2) Posteriormente se evaluó el desempeño de los dos tipos de CAG de madera y de cascara de coco regenerados, utilizando regeneración química al CAG saturado, con dos agentes: H3PO4 ácido fosfórico concentrado y KOH hidróxido de potasio (2M), midiendo la eficiencia de remoción de DQO y Color. Los resultados obtenidos mostraron: (1) que el carbón activado granular virgen de madera presentó mejor desempeño en la remoción de contaminantes que al usar el carbón activado granular virgen de cáscara de coco reduciendo tiempos de reacción. Los otros parámetros de operación evaluados mostraron que para los dos tipos de carbón activado, aplicar altas temperaturas (60°C y 80°C) mejoró la eficiencia del proceso adsortivo, obteniéndose mejores remociones de contaminantes en menores tiempos de contacto. La combinación de temperaturas altas (60°C y 80°C) con pH bajo (2) fueron las mejores condiciones de operación del total de experimentos realizados. Se determinó que la dosis de adsorbente ideal fuera de 10g de adsorbente por litro de agua residual, solo se determinó para el CAG de madera por presentar las mejores eficiencias, obteniendo remociones de Color Espectrofotométrico de 80% y de 60% para la remoción de DQO en un tiempo de reacción de 1 hora. (2) En las pruebas de regeneración se encontró un incremento en el desempeño del CAG de coco con ambos agentes, incluso si se trataba CAG de coco virgen. No ocurrió lo mismo para el caso del CAG de madera, pues las remociones de contaminantes disminuyeron al regenerarlo y sobre todo cuando se usó hidróxido de potasio como agente regenerante. En todos los ensayos se observó que los datos experimentales se ajustaron al modelo de Langmuir, mostrando que la adsorción sigue un comportamiento en monocapa (capa monomolecular).In the present investigation the adsorption process with granular activated carbón (CAG) was studied as a treatment for a discharge of an industry dedicated to textile dyeing. (1) Two types of virgin CAG were tested, a wooden base and another based on coconut shell. All the experiments were performed in batch mode by laboratory ladder, operating with a volume of 50 mL. In order to determine the conditions that favor the adsorption process, some parameters were modified: the adsorbent dose (0.1g, 0.5g, 1g, 5g and 10g), the reaction time t, the temperature T (25 ° C ± 3 ° C, 60 ° C and 80 ° C), and the pH (2.7 and 10). To measure the efficiency of the method, the COD parameters were monitored according to the Mexican Standard NMX-AA- 030/2-SCFI-2011, and Spectrophotometric Color at 555 nm (maximum wavelength of sweep UV-Visible region). (2) Subsequently, the performance of regenerated coconut shell and wood CAG types was evaluated, using chemical regeneration at saturated CAG, with two agents: H3PO4 concentrated phosphoric acid and KOH potassium hydroxide (2M), measuring the efficiency of Removal of COD and Color. The results were exposed: (1) that the activated carbon, granular, virgin, wood, high performance, in the elimination of contaminants, when using the coal, granulated, virgin, of, shell, of, coconut, reducing, times of reaction. The other operating parameters evaluated for the two types of CAGs applying high temperatures (60 ° C and 80 ° C) improved the efficiency of the adsorptive process, obtaining better removals of contaminants in shorter contact times. The combination of high temperatures (60 ° C and 80 ° C) with low pH (2) were the best operating conditions of the total of experiments carried out. It was determined that the ideal adsorbent dose of 10 g of adsorbent per liter of residual water was only determined for the wood CAG to present the best efficiencies, obtaining spectrophotometric color removals of 80% and 60% for the removal of COD. in a reaction time of 1 hour. (2) In the regeneration tests, an increase in the performance of the coconut CAG was found with both agents, even if CAG of virgin coconut is treated. The same did not happen with the case of the wooden CAG, so the removal of contaminants decreased when regenerating and especially when potassium hydroxide was used as a regenerating agent. In all the trials it was observed that the experimental data were adjusted to the Langmuir model, showing that the adsorption follows a behavior in monolayer (monomolecular layer).Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México)

Multivariate Regression with Incremental Learning of Gaussian Mixture Models

La publicació definitiva d'aquest treball està disponible a IOS Press a través de http://dx.doi.org/10.3233/978-1-61499-806-8-196Within the machine learning framework, incremental learning of multivariate spaces is of special interest for on-line applications. In this work, the regression problem for multivariate systems is solved by implementing an efficient probabilistic incremental algorithm. It allows learning high-dimensional redundant non-linear maps by the cumulative acquisition of data from input-output systems. The proposed model is aimed at solving prediction and inference problems. The implementation introduced in this work allows learning from data batches without the need of keeping them in memory afterwards. The learning architecture is built using Incremental Gaussian Mixture Models. The Expectation-Maximization algorithm and general geometric properties of Gaussian distributions are used to train the models. Our current implementation can produce accurate results fitting models in real multivariate systems. Results are shown from testing the algorithm for both situations, one where the incremental learning is demonstrated and the second where the performance to solve the regression problem is evaluated on a toy example.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Crystallization of copper phosphates in silica gel

En este trabajo se estudia la cristalización de algunos fosfatos de cobre mediante la técnica del gel de sílice, a partir del sistema CuCl2-Na3PO4-H2O. Los geles de pH inicial ≥ 7 actúan como “gel activo” frente a la atacamita, Cu2Cl(OH)3, que se forma gracias a su bajo producto de solubilidad y a la aportación de grupos OH- por parte de dichos geles, además de la contribución, en mayor o menor medida, de iones Cl-, ya que la mezcla gelificante utilizada fue acidificada con HCl. Cuando los reactivos que contradifunden, alcanzan la sobresaturación y demás condiciones necesarias, se forma una segunda zona de reacción (Zri), constituida por esferulitos de cornetita, Cu3PO4(OH)3, que empobrecen el medio en [Cu2+] y [OH-], dando paso a otra fase, identificada como a-Cu2P2O7. La posición inicial de Zri se ve afectada por la formación previa de atacamita en los pH neutros o alcalinos. La relación inicial [CuCl2]/[Na3PO4] determina la evolución temporal de Zri: Cuando es 1/1 domina la cornetita y avanza hacia el reservorio del CuCl2, lo cual se justifica por la elevadísima actividad iónica del Cu2+, necesaria para la cristalización de cornetita. Cuando es 2/1 avanza hacia el reservorio del Na3PO4 y está integrada por dos fases diferentes, a-Cu2P2O7 y CuH2P2O7, que requieren una actividad iónica de Cu2+ menor, más ajustada al gradiente de [Cu2+] generado al difundirse éste, alejándose de su reservorio, y que son estables en condiciones de mayor acidez.The immobilization of heavy metals as sparingly soluble salts constitutes one of the most powerful and cost effective measures against pollution of soil and water. Among the number of anion which forms this kind of salts, phosphate is of great practical importance: it is low-priced, non-toxic, stable in oxidation or biodegradation conditions and turns out to be effective in a wide range of pH. Besides, copper compounds have received considerable attention in research and applications because of their ionic conductivity and superconductivity. In this sense, knowledge of mechanisms and conditions of crystallization from the involved systems (“phosphate-heavy metals-...” and “copper-anions-...”) is essential to develop the most appropriated precipitation and crystallization methods. However, in the copper-phosphate system, characteristics of the processes mentioned are not known with accuracy. This ignorance is due to the peculiar crystal chemistry of copper (II), coming from the variable geometries of Cu (II) environment; to the great variety of phosphates which can be obtained from this element and last to the lack of thermodynamics data available for most of these compounds. In this work, crystallization of some copper phosphates in silica gel from the system “CuCl2-Na3PO4-H2O” is studied. The technique of crystal growth in gels requires some simple and economical experimental devices, is particularly suitable for obtaining crystals of slightly soluble compounds and allows to observe directly and anytime the process development that takes place in the gel’s inside. Silica gel was prepared by the acidification of a Na2SiO3 solution (density 0,79 g/cm3 and pH ≈ 11) with HCl (1M) solution until the desired initial pH (pH0) level was obtained. This gelling mixture was introduced into some glass U-tubes and, once the gel was formed in the horizontal branch of the tubes, reagents were introduced in the vertical branches. Combining gels’ pH0 (5,5; 7,0 and 8,5) and reagents’ (CuCl2 and Na3PO4) concentrations (0,5 and 0,25 M), a set of 6 experiments was prepared (Table I). All of them were carried at room temperature (25 ºC). The growth evolution was monitored by binocular lens and the solid phases were identified by X-ray powder diffraction and scanning electronic microscopy. In the gels of pH0 ≥ 7, the first precipitate is produced immediately in the interface CuCl2-gel. This is constituted by a continuous band of atacamite [Cu2Cl(OH)3] microspherolites (Plate I, figs. 1 a - b), which moves forward to the phosphate reservoir and ends in a series of Liesegang rings. That is, pH0 ≥ 7 gels act as “active gel” for atacamite, Cu2Cl(OH)3. Its low solubility product and the supply of ions OH- , which can be found in great quantity in gels of these pH ranges, make possible the formation of atacamite in conditions of high metastability. It has to be considered too the plausible adding of Cl- by the gel, as this has been acidified with HCl. After some time, a second reaction zone is formed and immediately evolves until it disappears, leaving instead a thick ring constituted by two different kind of spherolites, much bigger than the previous ones. One kind is intense blue colour and perfectly spherical (Plate I, figs. 2 a - b) identified as cornetite, Cu2Cl(OH)3. The other kind, identified as a-Cu2P2O7, has an accentuated radial morphology (Plate. I, fig. 3). Gels of pH0 5,5 behave in a similar way (apart from the fact that, in them, atacamite is not formed initially). The location of this second reaction zone (Fig. 1) results affected by the formation of atacamite in the alkaline pH0, which consumes part of the Cu2+, delaying its diffusion. This way, PO43+ must overtake the middle of the gel column and approach the CuCl2 reservoir to reach the supersaturation and “equality range” necessary for the precipitation of copper phosphates. The evolution of this second reaction zone is very similar in all the experiments: cornetite, Cu3PO4(OH)3, crystallizes, followed by the phase a-Cu2P2O7, which requires less Cu2+ concentration and is stable in a more acid environment, poor in OH-, which have been consumed by cornetite (Fig. 2). In six months time, it can be observed a clear influence of the initial ratio [CuCl2] / [Na3PO4] in the characteristics of the reaction zone (Zrf). When that ratio is 1/1, the Zrf is mainly constituted by cornetite, Cu3PO4(OH)3, and moves forward to the CuCl2 reservoir (Figs. 1 and 2), which is justified by the high activity of Cu2+, necessary for the crystallization of cornetite. When the ratio is 2/1, the Zrf moves forward to the Na3PO4 reservoir (Fig. 1) and it’s formed by two different phases, a-Cu2P2O7 and CuH2P2O7 (Fig. 2). They require an ionic activity of Cu2+ much lower than cornetite and more adjusted to the concentration gradient generated by the diffusion of Cu2+ while it moves away from its reservoir. Besides, both phases are stable in more acid conditions, like the ones likely to be generated with the diffusion of CuCl2. Finally, the framboidal and botryoidal morphologies (Plate. I, fig. 4) shown in the cornetite aggregates at the most alkaline pH0, compared to the large size and crystallinity of the aggregated developed during the experiments at pH0 5,5 (Plate I, figs. 2 a - b), seem to indicate that this is a very dependable-on-pH compound.Depto. de Mineralogía y PetrologíaFac. de Ciencias GeológicasTRUEpu

Pruebas de adsorción para el tratamiento de agua residual textil

En este trabajo se estudia el proceso de adsorción con carbón activado granular (CAG) para una descarga de agua residual textil. Se prueban dos tipos de CAG, de cáscara de coco y de madera. Se investigan los efectos de la temperatura (26, 60 y 80°C) y del pH (2, 7 y 10) en el proceso de adsorción. Se hacen pruebas con diferentes cantidades de CAG para determinar el tiempo de equilibrio. La eficiencia del proceso de adsorción se evalúa mediante la remoción del color y DQO. Se encontró que tanto la temperatura como el pH son importantes en el proceso de adsorción ya que permiten disminuir el tiempo adsorción y aumentar la remoción de los contaminantes. Las mejores eficiencias se lograron con el CAG de madera, a 80°C y pH ácido.In this study the adsorption process with granular activated carbon (GAC) was studied for a textile wastewater discharge. Two types of CAG, coconut shell and wood were tested. The effect of temperature (26, 60 and 80 ° C) and pH (2, 7 and 10) on the adsorption process was investigated. Different amounts of CAG were tested for equilibrium time. The efficiency of the adsorption process was evaluated by the removal of color and COD. It was found that both temperature and pH are important in the adsorption process because they allow to decrease the adsorption time and increase the removal of the pollutants. The best efficiencies were achieved with the wood CAG, at 80 ° C and acid pH

OUTPLACEMENT: THE CHALLENGE OF A REALITY IN THE MEXICAN ORGANIZATIONS

Since companies are the bases of the economy in Mexico, there is an increased interest on the part of the government to boost their growth through various programs, but the increased international competition, mergers, acquisitions and recurring economic crises, give rise to a social and economic phenomenon that is repeated on a daily basis: "unemployment". To offset this problem, it is necessary to implement Outplacement programs that Mexican companies can follow internally and a solid strategy for Corporate Social Responsibility (CSR), which would be designed to restrain the periods of work cutback and minimize the psychological and social impact on those affected. This article discusses the importance of challenging a reality related to Outplacement for Mexican companies, the importance of this phenomenon as part of CSR and some ideas for profit and steps to implement a program

Designing and Implementing an ANFIS Based Medical Decision Support System to Predict Chronic Kidney Disease Progression

Background and objective: Chronic kidney disease (CKD) has a covert nature in its early stages that could postpone its diagnosis. Early diagnosis can reduce or prevent the progression of renal damage. The present study introduces an expert medical decision support system (MDSS) based on adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) to predict the timeframe of renal failure.Methods: The core system of the MDSS is a Takagi-Sugeno type ANFIS model that predicts the glomerular filtration rate (GFR) values as the biological marker of the renal failure. The model uses 10-year clinical records of newly diagnosed CKD patients and considers the threshold value of 15 cc/kg/min/1.73 m2 of GFR as the marker of renal failure. Following the evaluation of 10 variables, the ANFIS model uses the weight, diastolic blood pressure, and diabetes mellitus as underlying disease, and current GFR(t) as the inputs of the predicting model to predict the GFR values at future intervals. Then, a user-friendly graphical user interface of the model was built in MATLAB, in which the user can enter the physiological parameters obtained from patient recordings to determine the renal failure time as the output.Results: Assessing the performance of the MDSS against the real data of male and female CKD patients showed that this decision support model could accurately estimate GFR variations in all sequential periods of 6, 12, and 18 months, with a normalized mean absolute error lower than 5%. Despite the high uncertainties of the human body and the dynamic nature of CKD progression, our model can accurately predict the GFR variations at long future periods.Conclusions: The MDSS GUI could be useful in medical centers and used by experts to predict renal failure progression and, through taking effective actions, CKD can be prevented or effectively delayed

Ciencias de la Biología y Agronomía

Este volumen I contiene 17 capítulos arbitrados que se ocupan de estos asuntos en Tópicos Selectos de Ciencias de la Biología y Agronomía, elegidos de entre las contribuciones, reunimos algunos investigadores y estudiantes. Se presenta un Estudio Comparativo de los Recursos Hidrológico-Forestales de la Microcuenca de la Laguna de Epatlan, Pue. (1993 a 2014); la Situación Actual de la Mancha de Asfalto en Maíz (Zea mays L.) en los Municipios de Jiquipilas y Ocozocoautla, Chiapas, México; las poblaciones sobresalientes de maíz de la raza Zapalote Chico, en la Región Istmeña de Oaxaca; Se indica el índice de área foliar de cultivo de Chile Poblano mediante dos métodos en condiciones protegidas; Esquivel, Urzúa y Ramírez exploran el efecto de la biofertilización con Azospirillum en el crecimiento y producción de Jitomate; esbozan su artículo sobre la determinación del nivel de Heterosis en híbridos de Maíz para la Comarca Lagunera; una investigación sobre la estabilización de semilla de Solanum lycopersicum durante el almacenamiento y estimulación de la germinación; acotan sobre el CTAB como una nueva opción para la detección de Huanglongbing en cítricos, plantean su evaluación sobre el aluminio y cómo afecta la vida de florero de Heliconia psittacorum; indican sobre el impacto del H-564C, como un híbrido de maíz con alta calidad de proteina para el trópico húmedo de México; presetan su investigación sobre la producción de Piña Cayena Lisa y MD2 (Ananas comosus L.) en condiciones de Loma Bonita, en Oaxaca; acotan sobre el efecto de coberteras como control biológico por conservación contra áfidos en Nogal Pecanero; esbozan sobre la caracterización de cuatro genotipos de Frijol Negro en Martínez de la Torre, Veracruz, México; presentan una caracterización hidroecológica de la microcuenca de Arroyo Prieto, Yuriría, Gto., y alternativas para su restauración ambiental; presentan su investigación sobre el efecto del hongo Beauveria bassiana sobre solubilización de fosfatos y la disponibilidad de fósforo en el suelo; plantean su investigación sobre la Germinación y regeneración in vitro de Epidendrum falcatum LINDL; esbozan su artículo sobre genotipos de frijol negro y su tolerancia a sequía terminal en Veracruz, México

Evaluación de la exposición a contaminantes orgánicos persistentes (COPs) en niños de mesoamérica

Las descargas de productos químicos de origen antropogénico se conocen con distintos nombres, como Sustancias Tóxicas Persistentes (STP), Sustancias Tóxicas Persistentes Bioacumulables (STPB), Contaminantes Ambientales Persistentes (CAP), todos agrupan contaminantes que tienen implicaciones para la salud humana y el medio ambiente, entre estos se encuentran los Contaminantes Orgánicos Persistentes (COPs), 12 compuestos químicos de preocupación mundial señalados por el Convenio de Estocolmo. La participación de México en la política ambiental internacional ha sido activa y lo ha demostrando al comprometerse al dar prioridad al cuidado y protección del ambiente y de la salud humana. En México existe una gran variedad de sitios potencialmente contaminados por COPs como son las zonas agrícolas y endémicas de paludismo, las zonas industriales, petroleras y mineras, además de las áreas no controladas como los basureros, debido a esto la exposición humana a los COPs puede ser por diferentes rutas como el consumo de alimentos contaminados, por la exposición laboral, por el contacto con sustancias almacenadas en los hogares, por la inhalación de contaminantes atmosféricos, por el uso residual de estos compuestos en las campañas de control de vectores, entre otras. La exposición aguda o crónica, puede estar asociada a distintos efectos adversos para la salud, incluso enfermedades y muerte. De los COPs, el DDT sobresale en importancia para México, ya que se utilizó por más de 40 años en el control de paludismo. En la presente investigación (tesis) evaluamos los niveles de exposición a COPs en poblaciones infantiles potencialmente expuestas determinando los contaminantes prioritarios de cada sitio. Se estableció en el Departamento de Toxicología Ambiental de la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de San Luís Potosí (UASLP) el método analítico que permite cuantificar 29 contaminantes ambientales (14 plaguicidas organoclorados y 15 bifenilos policlorados). En las muestras analizadas los contaminantes mayormente encontrados fueron el DDT y su principal metabolito el DDE, el lindano, los bifenilos policlorados (PCBs por su nombre en inglés). Nuestros resultados confirman que las poblaciones más expuestas a DDT y DDE, son las comunidades de las zonas endémicas de paludismo. El método analítico nos permitió evidenciar el uso excesivo del lindano entre las poblaciones infantiles en la prevención de la pediculosis humana y la escabiasis. Este mismo método analítico nos permitió detectar la presencia de Bifenilos Policlorinados (PCBs) en algunas poblaciones estudiadas sin tener antecedentes y sin sospechar de la presencia de estos de contaminantes en las áreas de estudio