Química Mente. Grupo Estudios de Medio Ambiente. Editorial. Laboratorio de Química - Facultad Regional Rafaela

Transcripción

1 Grupo Estudios de Medio Ambiente Laboratorio de Química - Facultad Regional Rafaela Química Mente Año 4 - Mayo 2014 Editorial Bienvenido al Boletín de Mayo de QUIMICA MENTE. En este número, se continúan desarrollando los distintos tratamientos de efluentes y en esta oportunidad presentamos: Tratamiento terciario. Como en todas las ediciones, se presentan futuros Congresos y Jornadas, a realizarse en 2014, que pueden ser de su interés. Agradecemos su participación y esperamos sus aportes e inquietudes, deseando que disfruten de nuestra propuesta. Laboratorio de Química UTN Rafaela. Contenido: Tratamiento Terciario 2 Proyecto: Arsénico 5 Premios Nobeles 7 Próximos Eventos 8

2 Página 2 TRATAMIENTO TERCIARIO (1º Parte) Los tratamientos terciarios permiten mejorar las características de un agua residual después de un tratamiento secundario biológico y se aplican tanto en la depuración de vertidos industriales como en la de aguas residuales urbanas. Según la calidad que se obtenga luego del tratamiento, el efluente se puede utilizar para: Necesidades agrícolas-riegos. Refrigeración Industrial. Preservación del equilibrio biótico del medio receptor. Recirculación en la industria. Recarga de capas acuíferas. Piscicultura. Según el uso será más o menos extensa la gama de tratamientos que se apliquen. A continuación se desarrollan diferentes tratamientos terciarios: Técnicas de afino Estas técnicas tienden a reducir el contenido de materias en suspensión, así como la DBO 5 remanente. Son técnicas biológicas o físicas. El efluente atraviesa un sistema de poca profundidad, en el que el aporte de oxígeno es natural (acción fotosintética de las algas) o artificial. Como los contenidos de materias en suspensión y de DBO 5 son pequeños, los depósitos que se forman son limitados y la limpieza poco frecuente. En las lagunas naturales, el desarrollo de algas asegura una reducción notable, pero variable según las temporadas y los contenidos, de nitrógeno y de fósforo. En lagunas de poca profundidad, la acción prolongada de la luz produce un efecto importante de desinfección. El método de afino más difundido es la filtración terciaria, procedimiento esencialmente físico. Con la filtración directa a través de arena, se consigue eliminar del 60 al 80% de las materias en suspensión y del 30 al 40% de la contaminación orgánica carbonada. El rendimiento de la eliminación de la DBO 5 es tanto mayor cuanto menor es la carga másica y se podría mejorar con el desarrollo bacteriano que puede producirse en el filtro, por lo que conviene aprovecharlo. Con materiales rellenos porosos es muy ventajosa la oxigenación. La filtración terciaria se convierte en una filtración biológica, reteniéndose por este procedimiento, del 70 al 90% de las materias en suspensión y del 40 al 60% de la DBO 5.

3 Página 3 TRATAMIENTO TERCIARIO Eliminación de fosfatos La eliminación de fosfatos presenta gran interés cuando el volcamiento se efectúa a un lago o a un cauce de agua muy lento. El vertido, con el agua residual depurada, de grandes cantidades de fosfatos asimilables, puede estimular los fenómenos de eutrofización. Estos fosfatos desempeñan el papel de factor limitador en el desarrollo de algas y plancton. La principal fuente de polifosfatos está constituida por detergentes; por lo tanto, la cantidad de fosfatos en los vertidos tiende a aumentar con el consumo de los mismos. Se puede producir una eliminación química de los fosfatos por medio de reactivos (cal, sales de hierro y de aluminio) que dan lugar a precipitados o complejos insolubles. Existen dos técnicas: precipitación simultánea: introducción de una sal de hierro o de aluminio en el tratamiento de fangos activados. precipitación separada: constituye una tercera etapa de depuración, con floculación (agregado de sales de hierro y aluminio) y decantación o flotación. En este último caso, se consigue, además, una mejora complementaria de las calidades del agua depurada, puesto que actúa sobre las materias en suspensión y sobre su correspondiente DBO 5. En la precipitación separada, se necesitan importantes cantidades de reactivos de floculación para conseguir una decantación correcta. Estas cantidades podrían reducirse a través del empleo de la flotación. En el tratamiento con cal, se eleva el valor del ph hasta un valor próximo a 11, por lo que se debe efectuar una neutralización complementaria antes del vertido. Otra alternativa de eliminación de fosfatos es a través del empleo de procesos biológicos que aseguran la desnitrificación y permiten una fijación de fósforo en las bacterias. Eliminación de nitrógeno En muchos países, el nitrógeno figura entre los elementos que deben controlarse, y los contenidos que se admiten en los vertidos son, con frecuencia, muy bajos. Estas exigencias responden a varios objetivos: Limitar el consumo de oxígeno en los medios receptores. Limitar la eutrofización de lagos y cauces de agua lentos. En este caso, la eliminación de nitrógeno debe sumarse a la de fósforo. Facilitar el empleo de aguas de superficie en ciertas aplicaciones industriales o domésticas, en las que la presencia de nitrógeno es perjudicial o está prohibida. Para una eliminación total del nitrógeno se utilizan dos métodos: Eliminación fisicoquímica del nitrógeno. Lo más sencillo es elevar el ph mediante adición de cal, con el fin de desplazar los iones amonio (NH 4 + ) y eliminar el amoníaco (NH 3 ) por stripping con aire, en torres de contacto.

4 Página 4 TRATAMIENTO TERCIARIO Este procedimiento, que puede acoplarse con la eliminación de fosfatos, no es muy utilizado ya que requiere, para grandes caudales, la construcción de obras considerables, con gran ventilación. Nitrificación-Desnitrificación Biológica. Este tratamiento consiste en asegurar la oxidación del nitrógeno a nitrato (NO 3 - ). La nitrificación por vía biológica hace que el nitrógeno pase del estado amoniacal (NH 4 + ) a nitrato, pasando por el estado intermedio del nitrógeno como nitrito (NO 2 - ), lo cual se consigue en condiciones aeróbicas y en presencia de bacterias autótrofas muy específicas (Nitrobacter y Nitrosomonas). Una desnitrificación complementaria, transforma los nitratos en nitrógeno gaseoso (N 2 ), liberando parte del oxígeno utilizado en la nitrificación y consumiendo cierta cantidad de contaminación carbonada. En ella intervienen una amplia gama de microorganismos heterótrofos. Eliminación de la contaminación no biodegradable. Para fijar las moléculas disueltas no biodegradables, puede utilizarse la adsorción a través de carbón activo en polvo o en grano. Para ello, es preciso eliminar previamente la contaminación biodegradable, para evitar una proliferación bacteriana en la masa del lecho de carbón activo. La regeneración del mismo se realiza, generalmente, por vía térmica o química. El tratamiento influye esencialmente sobre los detergentes y sobre cierto número de moléculas orgánicas responsables de la coloración de diversos vertidos industriales. Desinfección Después de un tratamiento terciario, generalmente es necesario desinfectar las aguas residuales antes de su vertido. Este es el caso de ciertas aguas que pueden contener microorganismos patógenos en grandes cantidades. También se realiza la desinfección cuando se reutilizan las aguas residuales tratadas, con fines de riego. La misma sólo tiene sentido cuando previamente se ha realizado una buena depuración y clarificación del efluente. En el caso de utilizar cloro en el proceso de desinfección, que es la más frecuente, es necesario un tiempo de contacto mínimo de 15 minutos. El efecto desinfectante del cloro es tanto más eficaz cuanto mejor es la calidad de la depuración que precede a su inyección. La presencia de NH 4 + reduce el efecto bactericida del mismo por formación de cloraminas poco activas, por lo que la nitrificación-desnitrificación previa favorece la misma. Si se utiliza dióxido de cloro, se reduce este inconveniente. Para evitar la formación de compuestos organoclorados que puedan ser tóxicos para la flora y la fauna del medio receptor, se ha ensayado la utilización de bromo o de rayos ultravioletas, pero la economía y eficacia de estos procedimientos están todavía por demostrarse, en la depuración de aguas residuales. El ozono, es un agente desinfectante activo, especialmente frente a virus, y además es un oxidante fuerte de la materia orgánica, por lo que es previsible que se emplee en el tratamiento de aguas residuales.

5 Página 5 PROYECTO REDES: ARSÉNICO La Facultad Regional Rafaela (FRRA) junto con la Facultad Regional Buenos Aires (FRBA) de la Universidad Tecnológica Nacional, el Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM), el Instituto de Tecnología Química (Universidad Gottfried Wilhelm Leibniz de Hannover de Alemania) y el Departamento de Microbiología Ambiental, Centro Helmholtz de Investigaciones Ambientales de Leipzig, Alemania estamos llevando a cabo el Proyecto: Desarrollo y evaluación de procesos simples y económicos de abatimiento de arsénico para regiones aisladas. El Director del Proyecto es el Dr. Jorge Martín Meichtry de la Facultad Regional Buenos Aires y de la Facultad Regional Rafaela, participa el Grupo de Investigación en Estudios Medioambientales (GEM). Los grupos de la FRBA y de la UNSAM trabajan en el desarrollo de procesos de remoción de arsénico, mientras que el grupo de la FRRA tiene experiencia en el monitoreo de aguas subterráneas, así como también en la elaboración de mapas de calidad de agua. El grupo del Insituto Helmholtz posee amplia experiencia en el desarrollo y aplicación del biosensor ARSOlux en varias zonas como India, Bangladesh, Mongolia, Vietnam y Nepal. Por último, el Instituto de Tecnología Química de Alemania tiene amplia experiencia en el desarrollo y evaluación de materiales aptos para realizar el tratamiento fotocatalítico de diversos contaminantes acuosos; en particular, en la síntesis de materiales basados en óxidos de hierro abre la posibilidad de obtener materiales capaces de transformar químicamente al arsénico y de lograr su remoción del agua. Los doctores Jorge Martín Meichtry (Facultad Regional Buenos Aires) y Konrad Siegfried (de Microbiología Ambiental, Centro Helmholtz de Investigaciones Ambientales de Leipzig) visitaron la ciudad de Rafaela realizando actividades dentro del marco de este Proyecto. Durante su estadía, se evaluaron los procesos de detección y remoción de arsénico desarrollados por los diferentes grupos, con aguas reales conteniendo arsénico de Rafaela y zona. El Dr. Siegfried expuso, ante los integrantes del Grupo GEM y del Laboratorio de Ingeniería Civil de nuestra Facultad, su trabajo: Demostración del biosensor ARSOlux genéticamente modificado en Jyot Sujan, Bengala del Oeste, India. El mismo fue presentado en el 5º Congreso Internacional sobre Arsénico en el Ambiente, llevado a cabo en Buenos Aires, desde el 11 al 16 de Mayo. En el mismo Congreso, la Dra. Ma. Cecilia Panigatti, directora del Grupo GEM, presentó el trabajo: Monitoreo de Arsénico en aguas subterráneas en la zona oeste de la provincia de Santa Fe, Argentina.

6 Página 6 III JORNADAS DE ENSEÑANZA DE FÍSICA, QUÍMICA E INFORMÁTICA Facultad Regional Rafaela, 25 de Septiembre de 2014 Como ya se efectuaron en el año 2013, se están organizando las Jornadas de Enseñanza de Física, Química e Informática, a desarrollarse en septiembre en nuestra Facultad.

7 Página 7 Premios Nobeles Bernardo Houssay ( ) Argentino Recibió el Nobel en 1947 por su descubrimiento del significado del metabolismo de los hidratos de carbono en relación con el lóbulo anterior de la hipófisis. Estos permitieron avanzar en la lucha contra la diabetes. Fue el primer argentino y latinoamericano premiado en el área de las ciencias. Gracias a su trabajo, la fisiología cobró impulso en la Argentina.

8 Página 8 Próximos Eventos XIX Congreso Geológico Argentino Córdoba, 2 al 6 de junio 1º Workshop Latinoamericano de Bio Hidrógeno San Carlos, SP. Brasil. 28 a 30 de julio 1º Congreso Internacional y IV Congreso Nacional sobre Gestión de Residuos Sólidos Urbanos San Juan, 6 al 8 de Agosto VI Congreso Argentino de Limnología. Agua, Ambiente y Sociedad. La Plata, 14 al 18 de septiembre de Congreso Internacional de Docencia e Investigación en Química México, 24 al 26 de Septiembre III Congreso Iberoamericano de Salud Ambiental para el Desarrollo Sustentable. Comodoro Rivadavia. 24 al 26 de septiembre de

9 Página 9 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. 31º Congreso Latinoamericano de Química Lima, Perú. 14 al 17 de Octubre. XXX Congreso Argentino de Química. Buenos Aires, 22 al 24 de octubre de V Congreso de la Sociedad de Toxicología y Química Ambiental Neuquén, 22 al 25 de Octubre XXXIV Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental Monterrey, México. 2 al 6 de Noviembre V Congreso Internacional sobre Gestión y Tratamiento Integral del Agua Córdoba, 12 al 14 de Noviembre

10 Página 10 Dra. M. Cecilia Panigatti Lic. Rosana Boglione Lic. Carina Griffa Bioq. Fabiana Gentinetta Ing. M. Celeste Schierano Lic. Melina Asforno Corina Aimo Gastón Veliz Integrantes del Laboratorio de Química

11 Grupo Estudios de Medio Ambiente Laboratorio de Química - Facultad Regional Rafaela Química Mente Año 4 - Mayo 2014 Gracias por su tiempo Nos encontramos en la próxima edición... Para recibir Química Mente por correo electrónico puede subscribirse enviando un mail a: labquimicautn@gmail.com Contacto: Acuña 49 (2300) Rafaela Santa Fe Argentina. T.E Int: 106