UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA Título: Postulante: Fecha de Defensa: ESTUDIO DE TRES TIPOS DE SOPORTES EN EL PROCESO DE BIOFILTRACIÓN DE UNA CORRIENTE DE GAS CONTAMINADA CON GAS SULFHÍDRICO Jenny Eliana Chávez Martínez 18 de Octubre de 2006 INTRODUCCIÓN Los sistemas de Biofiltro se han constituido en las últimas décadas como un método innovador en el campo del tratamiento de efluentes contaminantes tanto líquidos como gaseosos. De manera progresiva, los biofiltros han sido utilizados para el tratamiento de una gama cada vez más amplia de contaminantes. Actualmente la lista de compuestos tratados con éxito por biofiltros incluye casi 200 compuestos diferentes. JUSTIFICACIÓN DEL TEMA La justificación se basa en el conocimiento del Tratado de Kyoto, en el que se ratifica la necesidad de realizar el tratamiento de las emisiones gaseosas desechadas, así poder hacer posible el cumplimiento de las normas permisibles de desechos de gas sulfhídrico, el cual tiene un efecto nocivo a la salud de las personas. El desarrollo de alternativas tecnológicas, como los biofiltros, permitirá mejorar los sistemas de tratamiento de emisiones, lo que redunda en el mejoramiento de la calidad ambiental. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El control de las emisiones gaseosas, procedentes de instalaciones industriales y comerciales, ha sido objeto de un creciente número de normativas, debido a los peligros que representan dichas emisiones para la salud y a su potenciabilidad en el daño a la capa de ozono. En la actualidad un problema que afecta a la población de Oruro es la aparición de olores desagradables, fenómeno que ocurre desde la puesta en marcha de la planta de tratamiento de aguas residuales en la zona Este de la ciudad, estimando que una parte de esta emanación corresponda a esta fuente, siendo el gas sulfhídrico, cuyo olor característico es al de huevos podridos, uno de sus componentes. OBJETIVOS Objetivo General Evaluación de tres tipos de medios filtrantes, para un sistema de Biofiltración de una corriente contaminada con gas sulfhídrico. Objetivos Específicos Recolección y sistematización de la base teórica relacionada con el tema. Activación del sistema microbiológico para el funcionamiento del biofiltro, estudio de condiciones operatorias. Identificación y selección experimental de soporte para el desarrollo del sistema microbiológico de depuración. Desarrollo de pruebas experimentales, a escala de laboratorio, para la verificación de funcionamiento del biofiltro y la determinación de relaciones de diseño. Elaboración de una propuesta hipotética de diseño del biofiltro percolador para el tratamiento de gas sulfurado. METODOLOGÍA La metodología seguida en el presente trabajo, comprende las siguientes fases: la primera de pruebas preliminares, en las cuales se realiza la selección de soportes, se realiza la generación del gas sulfhídrico, también se determina el método analítico por el cual se valoraran las concentraciones a la salida del biofiltro. Una segunda fase comprende la de Diseño y construcción de un prototipo y la realización de las pruebas de funcionamiento del mismo, donde el equipo una vez dispuesto, se somete a pruebas en vacío para verificar su funcionamiento. La cuarta fase esta referida a la activación del Biofiltro y realización de las pruebas principales, que consiste en la adaptación del cultivo a las condiciones de operación del sistema, utilizando los tres soportes seleccionados y aplicando la generación del. Las pruebas principales, consisten en la variación de la concentración de alimentación y el caudal del gas portador, para determinar el grado de remoción del contaminante en el proceso y una última fase incluye el estudio de la cinética del proceso y la sistematización de los resultados obtenidos. CONCLUSIONES La selección de los soportes, aplicados a la evaluación experimental, se ha efectuado para compost, humus y turba, además a efecto de la realización de pruebas experimentales en condiciones controladas en laboratorio, se ha desarrollado un sistema de generación de gas sulfhídrico. El método iodométrico ha permitido cuantificar el gas generado para diferentes condiciones de operación. Para la activación y desarrollo del estudio experimental se ha efectuado la preparación del inóculo de microorganismos, de la literatura especializada se ha seleccionado el Thiobacillus Thiooxidans, el inóculo ha sido obtenido de lodos de las lagunas de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Oruro y se ha sembrado en el soporte para las pruebas experimentales. A efecto del desarrollo de las pruebas experimentales se ha desarrollado un prototipo de biofiltro, el cual ha sido construido y dispuesto en tres unidades en paralelo, para la experimentación bajo las mismas condiciones ambientales Con el prototipo experimental se ha efectuado pruebas iniciales en vacío, las que se orientan a verificar el funcionamiento del sistema. Una vez montado y verificado el sistema experimental, se ha procedido a la activación de biofiltro mediante la impregnación del cultivo y la alimentación del gas sulfhídrico. La prueba principal permite la evaluación de la cinética global del proceso en el sistema soporte-cultivo, estableciéndose las tres ecuaciones correspondientes a los tres soportes analizados. Aplicando las ecuaciones cinéticas se ha realizado una simulación que permite comparar el comportamiento, estableciendo un rendimiento similar en los filtros de soporte de humus y compost, en tanto que para el soporte de turba se presenta un mejor rendimiento En base de los resultados experimentales, se realiza una aplicación de estudio de caso, para un industria de colorantes, esta aplicación es satisfactoria para el dimensionamiento de los sistemas de biofiltración, considerando el gas sulfhídrico como contaminante. RECOMENDACIONES - Es necesario profundizar el desarrollo de la investigación relacionada al comportamiento dinámico del proceso, particularmente en las etapas de puesta en marcha y falla del sistema, considerando las variaciones que puedan existir en la alimentación y las condiciones ambientales, por ello se recomienda profundizar el estudio de los biofiltros, para diferentes condiciones de operación. - Se requiere complementar el desarrollo experimental, en base del prototipo desarrollado, para evaluar los modelos fenomenológicos propuestos en la literatura, que incluye el estudio de la biopelícula, considerando diferentes tipos de microorganismos como agentes de la purificación. - Es necesario, analizar y evaluar los efectos de cambio de escala, respecto de las investigaciones de laboratorio para este tipo de procesos, considerando sus particularidades y las aplicaciones de la tecnología de biofiltros.