Bioabsorcion De Metales Pesados

ELIMINACION DE METALES PESADOS EN AFLUENTES LÍQUIDOS MEDIANTE PROCESO DE BIOADSORCIÓN EN UN COLUMNA DE LECHO FIJO

INTRODUCCIÓN

El incremento en el uso de metales y sustancias químicas en los procesos industriales, da como resultado la generación de grandes cantidades de efluentes acuíferos que contienen altos niveles de contaminantes orgánicos e inorgánicos. Se sabe que la presencia de metales pesados en el ambiente acuático causa severos daños a este ecosistema, además de que eliminan microorganismos durante los tratamientos biológicos de aguas residuales, lo que ocasiona que el proceso de purificación decaiga. Pese a que algunos de estos elementos son esenciales para hombres y animales, niveles elevados de los mismosresultan tóxicos. Particularmente, el Cr(VI) tiene efectos carcinogénicos en animales y mutagénicos en humanos y bacterias.

Con el fin de disminuir la concentración de estosiones metálicos disueltos, se diseñó un sistema de bioadsorción por lotes (batch) para removerlos de los drenajes empleando un material bioadsorbente. La bioadsorción es un proceso donde un sólido se utiliza para eliminar una sustancia soluble del agua basadas en la capacidad de una biomasa de acumular en sus tejidos inertes los agentes contaminantes. Debido a la abundancia en el medio silvestre del material utilizado para lograr la bioadsorción, este fenómeno se presenta como una alternativa viable y principalmente limpia en la remoción de los metales pesados. Los resultados muestran que el biomaterial muestra porcentajes de adsorción inclusive superiores al 90%.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La escasez de suministro de agua y la baja calidad de ésta, junto con la falta de sistemas de saneamiento de aguas residuales eficaces, siguen siendo en la actualidad un grave problema de salud pública y ambiental en muchos países del mundo y en Colombia. A pesar de los esfuerzos hechos por la mejora en la calidad del agua de los ríos en los últimos años, algunos grandes ríos como el magdalena, el cauca y numerosos cursos de agua de menor caudal se encuentran gravemente contaminados, debido a la presencia de metales pesados provenientes de actividades mineras y algunas industrias tales como producción de acero, cemento y curtido de pieles, quienes son los principales vertedores de metales pesados en los afluentes hídricos de nuestro país, sabiendo la importancia del agua en el ciclo de la vida y el desarrollo sostenible de una región.

¿Es viable la eliminación de metales pesados en afluentes líquidos mediante el proceso de bioadsorción en columna de lecho fijo con el objetivo de disminuir la contaminación producida por las industrias vertedoras de metales pesados?

JUSTIFICACIÓN

Las tecnologías normalmente usadas para tratar éste tipo de descargas, satisfacen en términos generales la eliminación del cromo y otros metales pesados de las aguas, el proceso de sedimentación es el más usado pero produce sistemáticamente lodos que contienen compuestos tóxicos cuya disposición final es difícil para la industria y causan costos elevados relacionados con su almacenaje. Por lo anterior es necesario el desarrollo de nuevas tecnologías que ayuden a mejorar el control ambiental de los efluenteslíquidos, capaces de extraer los metales contaminantes presentes. En el tratamiento de efluentes líquidos mediante columnas de adsorción con biomasas naturales encontramos una alternativa de bajo costo y alta eficacia para la purificación de este valioso recurso hídrico.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

ELIMINAR METALES PESADOS EN AFLUENTES LÍQUIDOS MEDIANTE PROCESO DE BIOADSORCION EN UNA COLUMNA DE LECHO FIJO.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Determinar las variables de proceso tales como temperatura,tiempo de saturacióny fracción de metal en el agua para que la extracción del mismo del afluente sea óptima.

• Diseñar biofiltro paraeliminacióndel índice de metales pesados tóxicos contenido en aguas residuales de la industria minera.

• Identificar el material bioadsorbente a utilizar en el proceso, teniendo en cuenta su fácil obtención,eficiencia y bajo costo.

MARCO TEÓRICO

METALES PESADOS

Los metales pesados son un grupo de metálico que presentan alta densidad y cierta toxicidad para el ser humano en concentraciones bajas. Los ejemplos de metales pesados incluyen el mercurio (Hg), cadmio (Cd) el arsénico (As), el cromo (Cr), el talio (Tl), y el plomo (Pb).

El peligro de los metales pesados radica en que no son química ni biológicamente degradables. Una vez emitidos, principalmente debido a la actividad industrial y minera, tienden a permanecer en el ambiente durante cientos de años, contaminando el suelo y acumulándose en las plantas y los tejidos orgánicos. Este fenómeno se conoce como bioacumulación.

BIOADSORCION

La bioadsorción es un proceso por el cual ciertos tipos de materiales de origen natural retienen y concentran en su superficie sustancias y compuestos de diversas naturaleza química presentes en disoluciones acuosas, es a su vez una tecnología alternativa para remover los metales pesados de las soluciones acuosas diluidas basadas en la capacidad de una biomasa de acumular en sus tejidos inertes los agentes contaminadores a través de los mecanismos tales como la micro-precipitación, la bioadsorción física.

BIOASORBENTES

Los bioadsorbentes son materiales de origen biológico que presentan propiedades tanto de adsorbentes como de intercambiadores de iones, y poseen propiedades que les confieren elevadas capacidades de retención de metales, siendo capaces de disminuir su concentración en la disolución a niveles de ppb (μg,dm-3)

Los adsorbentes naturales usados generalmente en estudios del bioadsorción, incluyendo las plantas naturales (algas), las basuras agrícolas, e industriales, son materiales inagotables, baratos y no tóxicos ni peligrosos.

Estos materiales son selectivos y específicos para la remoción metales tóxicos de efluentes industriales acuosos. Debido a los peligros para la salud del Cr (Vl) se ha realizado, estudios numerosos referentes a su retiro de soluciones acuosas usando biomasa; tales como el aserrín, cascará

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