Practica De Pce

Nicolás Romero Edo. De México Abril 2013

Contenido

Abreviaturas y siglas

Introducción y Antecedentes..……………………………………………………………………………4

Objetivo y Alcance……………………………………………………………………………………………..6

Cronograma de Actividades………………………………………………………………………………..7

Desarrollo……………………………………………………………………………………………………..……8

Operación y mantenimiento de Reactores de Lecho Fluidizado (RLF) expuestos a

PCE………………………………………………………………………………………...............................8

Parámetros físico-químicos………………………………………………………………………………12

Actividades Específicas……………………………………………………………………………………..14

Operación y arranque del Reactor de Lecho Fluidizado hasta alcanzar el estado

estable..……………………………………………………………………………………………………………16

Reactor Inoculador Metanogénico……………………………………………………………………19

Resultados……………………………………………………………………………………………………….20

Conclusiones…………………………………………………………………………………………………….28

Bibliografía……………………………………………………………………………………………………….29

Abreviaturas y siglas.

PCE Percloroetileno

RLF Reactor de Lecho Fluidizado

RM Reactor Metanogénico

AME Actividad Metanogénia Específica

ADE Actividad Des nitrificante Específica

TRE Tasa de Respiración específica

NKT Nitrógeno kjeldhal Total

ST Sólidos Totales

SSV Sólidos Suspendidos Volátiles

DQO Demanda Química de Oxígeno

Introducción y Antecedentes.

Reactores de Lecho Fluidizado.

Percloroetileno

El percloroetileno (PCE) cuya estructura química se aprecia en la Figura 1 es el contaminante clorado mas encontrado en aguas subterráneas (Albino & Nambi 2009, Moreno et al., 2011).

El PCE es un líquido volátil no inflamable, incoloro que presenta un olor parecido al éter. Utilizado principalmente en las tintorerías y en la industria de la limpieza en seco, también en el procesado de productos textiles, el desengrasado de metales, en la producción de aerosoles, jabones líquidos, adhesivos, lubricantes y plásticos (Kao et al., 2001). Los productos de su descloración reductiva son: Tricloroetileno (TCE), Dicloroetileno (DCE) y Cloruro de Vinilo (CV) (Zarate-Segura 2004).

Fig 1. Estructura química del PCE

El PCE al ser altamente volátil a temperatura ambiente, del 80 al 85% del compuesto químico se va a la atmosfera, en donde reacciona con radicales hidroxilos y produce ácido clorhídrico, ácido tricloroacético, parte del smog químico y dióxido de carbono en presencia de agua. A su regreso a la superficie terrestre el 97% es encontrado contaminando suelos y un 26% aguas subterráneas.

Efectos del percloroetileno y sus metabolitos sobre la salud.

La principal vía de absorción es a través del tracto respiratorio llegando a la sangre y distribuyéndose rápidamente por todo el cuerpo (EPA, 1994).

Los humanos y animales pueden estar expuestos al PCE y sus metabolitos a través del agua potable, inhalación de ambientes contaminados o por exposición ocupacional como los trabajadores de tintorerías y demás industrias que usen este compuesto químico.

La inhalación de PCE por breves periodos puede ocasionar: fatiga, mareo, dolor de cabeza, falta de coordinación y pérdida de la conciencia. (EPA, 1994). Exposiciones crónicas en humanos pueden llegar a alterar la función renal así como las concentraciones de la creatinina (Solet et al., 1991) y ser causa de abortos espontáneos (Doyle et al., 1997).

Estudios más recientes como el presentado por Torason et al. (2003) demuestran que el PCE produce adenomas en riñones, leucemia mononuclear y tumores hepáticos además de daño oxidativo en DNA y peroxidación lipídica.

La exposición aguda y crónica por inhalación de los metabolitos de PCE como lo es el TCE también produce daños a la salud, principalmente sobre el sistema nervioso central. La exposición crónica por exposición ocupacional produce mareos, dolor de cabeza, adormilamiento, nauseas, confusión, visión borrosa, daño en bazo (esplenomegalia) y riñones además de cáncer de bazo, riñón y cérvix. La exposición física al químico por agua contaminada afecta el sistema inmune y endocrino. (U.S. EPA, 2000).

Remoción de PCE.

El PCE es el contaminante clorado más reportado en aguas subterráneas, en donde forma una fase densa en el fondo del acuífero y debido a su baja solubilidad es difícil de eliminar. La fase densa en el fondo del acuífero llega a ser una fuente de liberación prolongada del PCE (Kao et al., 2001).

La remediación de acuíferos contaminados con PCE ha sido llevada a cabo por medios abióticos utilizando filtros y barreras subterráneas de Fe metálico (Shao & Butler, 2007; Poggi-Varaldo et al., 2009), y en forma exploratoria por medio de la adición de cianocobalaminas (Nijenhuis et al., 2005). Sin embargo, muchas veces la transformación del contaminante de forma abiótica con procesos de substitución, deshidrohalogenación y reacciones de reducción, ocurre lentamente,

resultando más ventajoso unir los tratamientos abióticos a tratamiento biológicos(Hussein, 2008).

Zarate-Segura y colaboradores (2004) evaluaron la remoción de PCE en reactores metanogénicos agitados y de lecho fluidizado obteniendo mayor remoción en sistemas de lecho fluidizado con una concentración inicial de 40 mg/L de PCE y removiendo el 98% del contaminante. Los compuestos clorados excepto el PCE pueden ser tratados biológicamente bajo condiciones aerobias, los microorganismos llevan a cabo la transformación por cometabolismo utilizando la síntesis de una enzima que es destinada al metabolismo de otro compuesto. El cometabolismo de los compuestos clorados no aporta energía ni incrementa la población microbiana (Zhang & Bennett, 2005).

Dado los antecedentes derivados de este proyecto surge la necesidad de continuar el estudio enfocado a los siguientes objetivos.

Objetivo y alcance.

Objetivo.

Arranque y operación de reactores de lecho fluidizado hasta su completa estabilización para la remoción de PCE.

Alcance.

Montaje, arranque y operación, análisis físico-químicos del influente, efluente hasta el estado estable.

En el siguiente recuadro se especifica el cronograma de actividades.

Cronograma de Actividades.

Actividad Período de Prácticas y estadía de Enero - Abril

Enero Febrero Marzo Abril

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Presentación

Asignación de Actividades

Alimentación y purga de reactores de lecho fluidizado (RLF1 RLF2)

Alimentación con Percloroetileno (PCE)

Parámetros físico-químicos

Cambio de filtro

Actividades específicas

Formulación de inóculo

Montaje de reactor metanogénico (RM)

Alimentación y purga de RM

Parametros físico-químicos RM

Montaje de reactores NRLF2 y NRLF1

Alimentación y purga de NRLF2 y NRLF1

Parametros físico-químicos NRLF2 y NRLF1

Desarrollo.

Operación y mantenimiento de Reactores de Lecho fluidizado (RLF) expuestos a PCE.

A partir del día 07 de Enero del 2013 se da comienzo a la operación y seguimiento de 2 reactores de lecho fluidizado escala laboratorio, los cuales son llamados RLF1 y RLF2. Columnas de vidrio de 5.4 cm de diámetro y 1.5 mm de grueso; con una capacidad de 3.5 L total y 2.8 L de volumen útil. Fig 1.

...