Junio 2014
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Grupo Estudios de Medio Ambiente Laboratorio de Química - Facultad Regional Rafaela Química Mente Año 4 - Junio 2014 Boletín Informativo Editorial Bienvenido al Boletín de Junio de QUIMICA MENTE. En este número, se siguen desarrollando los distintos tratamientos de efluentes y en esta oportunidad continuamos con Tratamientos Terciarios. Como en todas las ediciones, se presentan futuros Congresos y Jornadas, a realizarse en 2014, que pueden ser de su interés. Contenido: Agradecemos su participación y esperamos sus aportes e inquietudes, deseando que disfruten de nuestra propuesta. Tratamiento Terciario 2 Efemérides 5 Próximos Eventos 6 Laboratorio de Química – UTN Rafaela. Página 2 Boletín Informativo TRATAMIENTO TERCIARIO (2º Parte) Eliminación de sustancias inorgánicas disueltas. Para varias aplicaciones de tratamiento avanzado del agua residual se han investigado numerosos procesos y operaciones unitarias diferentes. Los que merecen especial atención son la precipitación química, el intercambio iónico, la ultrafiltración, la ósmosis inversa y la nanofiltración. Precipitación química La precipitación del fósforo contenido en el agua residual se suele conseguir con la adición de coagulantes como la alúmina, cal o sales metálicas, y polímeros. Simultáneamente, la adición de estos productos químicos para la eliminación del fósforo también elimina varios iones inorgánicos, especialmente algunos metales pesados. En los casos en los que se incorpore la precipitación química, puede no ser viable la estabilización del fango por digestión anaerobia debido a la toxicidad de los metales pesados precipitados. Una de las desventajas de la precipitación química es el incremento neto en el contenido de sólidos disueltos del agua residual a tratar. Otra desventaja es el gran volumen de fango a tratar que, además, puede contener compuestos tóxicos que dificulten su tratamiento y evacuación. Intercambio iónico El intercambio iónico es un proceso unitario en el que los iones de las diferentes especies en disolución desplazan a los iones insolubles en un determinado material de intercambio. El uso más extendido es el ablandamiento de aguas residuales domésticas, en el que los iones sódicos de la resina catiónica de intercambio sustituyen los iones de calcio y magnesio presentes en el agua, reduciendo por lo tanto su dureza. Para la reducción de los sólidos disueltos totales, es necesario utilizar tanto resinas de intercambio aniónico como resinas de intercambio catiónico. Primeramente, el agua residual se hace circular a través de un intercambiador de cationes, en el que los iones positivos se sustituyen por iones hidrógeno. El efluente del intercambio catiónico se hace pasar por una resina de intercambio aniónico, proceso en el que los iones se sustituyen por iones hidroxilo. Los intercambiadores de iones suelen ser del tipo columna con flujo descendente. El agua residual entra por la parte superior de la columna sometida a una cierta presión, circula en sentido descendente a través del lecho de resina, y se extrae por la parte inferior. Cuando se agota la capacidad de la resina, la columna se somete a un ciclo de lavado a contracorriente para eliminar los iones atrapados y proceder a la posterior regeneración. La resina de intercambio catiónico se regenera con un ácido fuerte, como el sulfúrico, o el clorhídrico. El regenerador de resinas aniónicas más comúnmente empleado es el hidróxido de sodio. La desmineralización por intercambio iónico puede tener lugar en diferentes columnas de intercambio dispuestas en serie, si bien ambas resinas se pueden mezclar en un único reactor. Las elevadas concentraciones de sólidos en suspensión en el agua que entra en las unidades de proceso pueden taponar los lechos de intercambio iónico, provocando grandes pérdidas de carga y rendimientos ineficaces. La obturación de las resinas también puede venir producida por la presencia de materia orgánica residual en los efluentes de tratamientos biológicos. Página 3 Boletín Informativo TRATAMIENTO TERCIARIO Ósmosis inversa (hiperfiltración) (OI) La ósmosis inversa es un proceso en el que se separa el agua de las sales disueltas en disolución mediante la filtración a través de una membrana semipermeable a una presión superior a la presión osmótica provocada por las sales disueltas en el agua residual. Con las membranas y equipos actuales, las presiones de funcionamiento varían desde la presión atmosférica hasta 6.900 kN/m2. La ósmosis inversa presenta la ventaja de eliminar la materia orgánica disuelta que no es susceptible de ser eliminada con otras técnicas de desmineralización. Las principales limitaciones de la ósmosis inversa son su elevado costo y la escasa experiencia en el tratamiento de aguas residuales domésticas. Los componentes principales de una unidad de ósmosis inversa son la membrana, una estructura de soporte de la membrana, un recipiente contenedor, y una bomba de alta presión. Como materiales de membrana se utiliza el acetato de celulosa y el nylon. Se emplean distintos sistemas de soporte de la membrana: tejido espiral, tubular, y de fibra hueca. En la aplicación a efluentes de aguas residuales domésticas, la configuración en tejido espiral es la más exitosa. Las unidades de ósmosis inversa se pueden conectar en paralelo, para conseguir la capacidad hidráulica necesaria, o en serie para conseguir el grado de desmineralización deseado. Para que el funcionamiento de las unidades de ósmosis inversa sea el adecuado, es necesario conseguir un afluente de buena calidad. La presencia de material coloidal en el afluente puede provocar fallas en las membranas. Suele ser necesario hacer un pretratamiento del efluente secundario por decantación química y filtración con medio múltiple o por filtración con medio múltiple y ultrafiltración. Además en ocasiones es necesario eliminar el hierro y el manganeso para reducir el potencial de aparición de incrustaciones carbonatadas. El pH del afluente se debería limitar al intervalo comprendido entre 4,0 y 7,5 para evitar la formación de incrustaciones. Ultrafiltración (UF) Los sistemas de ultrafiltración son operaciones que emplean membranas porosas para la eliminación de materia disuelta y coloidal. Estos sistemas se diferencian de los sistemas de ósmosis inversa en que precisan presiones relativamente bajas, normalmente inferiores a 1034 KN/m2. La ultrafiltración se suele emplear para eliminar materia coloidal y moléculas de gran tamaño con pesos moleculares superiores a 5.000. Las aplicaciones de la ultrafiltración incluyen la eliminación de aceites de curso de agua, y la eliminación de la turbidez provocada por los coloides causantes de color. Página 4 Boletín Informativo TRATAMIENTO TERCIARIO Nanofiltración (NF) Nanofiltración es un proceso de filtración por membranas operadas bajo presión en la que solutos de bajo peso molecular (1000 daltons) son retenidos, pero las sales pasan, total o parcialmente, a través de la membrana con el filtrado. Esto provee un rango de selectividad entre las membranas de Ultrafiltración y Osmosis Inversa, permitiendo simultáneamente concentración y desalado de solutos orgánicos. La membrana NF retiene solutos que en la UF pasaría, y deja pasar sales que la OI retendría. En algunas aplicaciones, su selectividad entre moléculas de tamaños similares es la clave del éxito del proceso de separación con membrana. La nanofiltración es un proceso relacionado con la presión durante el cual ocurre una separación basada en el tamaño molecular. Las membranas producen la separación. La técnica es principamente aplicada para la eliminación de sustancias orgánicas, tales como micro contaminantes e iones multivalentes. Permitiendo un paso, prácticamente libre, de iones monovalentes, la membrana de nanofiltración reduce el incremento del gradiente de presión osmótica, a la que contribuyen las sales monovalentes. La nanofiltración es básicamente aplicada en pasos de purificación de agua potable, tales como ablandamiento del agua, decoloración y eliminación de micro contaminantes. Durante los procesos industriales la misma se aplica para la eliminación de sustancias orgánicas, tales como agentes colorantes. Otras aplicaciones de la nanofiltración son: La eliminación de pesticidas de las aguas subterráneas. La eliminación de metales pesados de las aguas residuales. Reciclaje de aguas residuales en lavanderías. Ablandamiento del agua. Eliminación de nitratos. Las membranas de nanofiltración pueden ser membranas tubulares o espirales, hechas especialmente para la recuperación de cáusticos y ácidos. El pre-tratamiento del agua de abastecimiento para las instalaciones de nanofiltración y de ósmosis inversa influye mucho en la eficacia de la instalación. La forma de pre-tratamiento requerida depende en la calidad del agua entrante. El propósito del pre-tratamiento es reducir el contenido en materia orgánica y la cantidad de bacterias. El contenido en materia orgánica y las cantidades de bacteria deben ser tan bajas como sea posible para prevenir la llamada bio-obstrucción de membranas. La aplicación de un pre-tratamiento tiene varios beneficios: Las membranas tienen un mayor límite de vida cuando se realizan pre-tratamientos Se extiende el tiempo de producción de la instalación Las tareas de mantenimiento se simplifican Los costes de empleo son menores Página 5 Boletín Informativo EFEMÉRIDES 5 de Junio: Día Mundial del Medio Ambiente. Desde 1973, los 5 de junio de cada año se celebra el Día Mundial del Ambiente que fue establecido por la Asamblea General de Naciones Unidas, en su Resolución (XXVII) del 15 de diciembre de 1972, con la que se dio inicio a la Conferencia de Estocolmo, Suecia, cuyo tema central fue el Ambiente. Este es un día muy especial porque afecta a todas y cada una de las especies que viven en nuestro planeta. El hambre, la enfermedad, la pobreza, la contaminación del aire y del agua, la degradación de la tierra, el debilitamiento de la capa de ozono y todos los demás problemas que tenemos en nuestro medio ambiente podrían corregirse si todos tomamos conciencia de los cuidados que debemos tener para ello. Debido a que todas las actividades humanas afectan a la Tierra, y que el estado de la misma nos afecta a todos, cada día debería ser un Día Mundial del Medio Ambiente. 6 de Junio: Día de la Ingeniería Argentina. El DIA DE LA INGENIERÍA ARGENTINA se celebra en conmemoración de la fecha de graduación del primer ingeniero argentino en la Universidad de Buenos Aires: Luis Huergo (1837-1913). En 1866 se crea la carrera de Ingeniería Civil, ha ingresado Huergo a la Universidad de Buenos Aires y en 1870 se convirtió en el primer egresado. Página 6 Boletín Informativo Próximos Eventos 1º Workshop Latinoamericano de Bio Hidrógeno San Carlos, SP. Brasil. 28 a 30 de julio http://www.lpb.eesc.usp.br/wlabh2/ 1º Congreso Internacional y IV Congreso Nacional sobre Gestión de Residuos Sólidos Urbanos San Juan, 6 al 8 de Agosto http://www.congresogirsu.com/index.php VI Congreso Argentino de Limnología. Agua, Ambiente y Sociedad. La Plata, 14 al 18 de septiembre de 2014. www.cal6.com.ar III Jornadas de Enseñanza de Física, Química e Informática Facultad Regional Rafaela, 25 de Septiembre de 2014 Congreso Internacional de Docencia e Investigación en Química México, 24 al 26 de Septiembre www.cbi.azc.uam.mx/congresointernacionaldiq/index.html III Congreso Iberoamericano de Salud Ambiental para el Desarrollo Sustentable.Comodoro Rivadavia. 24 al 26 de septiembre de 2014. http://www.ataonline.org.ar/actividades/XXXII_jornada Página 7 Boletín Informativo Próximos Eventos VII Congreso Iberoamericano de Física y Química Ambiental y el XII Encuentro de Química Analítica y Ambiental Viña del Mar, Chile. 6 al 10 de Octubre. http://www.congresofyq2014.usm.cl/ 31º Congreso Latinoamericano de Química 2014. Lima, Perú. 14 al 17 de Octubre. http://sqperu.org.pe/?page_id=2255 XXX Congreso Argentino de Química. Buenos Aires, 22 al 24 de octubre de 2014. www.aqa.org.ar V Congreso de la Sociedad de Toxicología y Química Ambiental Neuquén, 22 al 25 de Octubre www.setacargentina.com.ar XXXIV Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental Monterrey, México. 2 al 6 de Noviembre www.congresoaidis2014.com V Congreso Internacional sobre Gestión y Tratamiento Integral del Agua Córdoba, 12 al 14 de Noviembre http://www.congreso-agua.com.ar/ Página 8 Boletín Informativo Integrantes del Laboratorio de Química Dra. M. Cecilia Panigatti Lic. Rosana Boglione Lic. Carina Griffa Bioq. Fabiana Gentinetta Ing. M. Celeste Schierano Lic. Melina Asforno Corina Aimo Gastón Veliz Jorgelina Allegrini Grupo Estudios de Medio Ambiente Laboratorio de Química - Facultad Regional Rafaela Química Mente Año 4 - Junio 2014 Boletín Informativo RECESO DE INVIERNO Aprovechamos para comunicarles que el Laboratorio de Química permanecerá cerrado desde el día 14 hasta el día 18 de Julio de 2012, inclusive. Muchas gracias Gracias por su tiempo Nos encontramos en la próxima edición . . . Para recibir Química Mente por correo electrónico puede subscribirse en- viando un mail a: labquimicautn@gmail.com Contacto: Acuña 49 (2300) Rafaela – Santa Fe – Argentina. T.E. 03492 43-2702 Int: 106
