PROCESOS PARA LA ELIMINACIÓN DE COLORANTES TEXTILES

1. PROCESOS PARA LAELIMINACIÓN DE COLORANTES TEXTILES Experimentación en Ingeniería Química II. Grupo C-Pareja 14. Judit Martín Juárez Yurena Fresneda Ferrón

2. DECOLORACIÓN DE LOS COLORANTES TEXTILES CON EL AGUA A TRAVÉS DE UNA BARRERA DIELÉCTRICA CON DESCARGA Los colorantes vertidos de las industrias textiles son los principales contaminantes del agua. Los tratamientos tradicionales son: la absorción, la coagulación, la filtración y la sedimentación. Los nuevos tratamientos biológicos son: los biorreactores de película fija, la digestión anaeróbica, la capa de ozono/ UV-oxidación, la fotocatálisis y el tratamiento aerobio de hongos.

3. Esta figura muestra un DBD coaxial (descarga de barrera dieléctrica). A través del cuál se realiza el método de la oxidación avanzada de procesos (POA).

4. Los reactivos utilizados en este experimento son los siguientes: Reactivo Negro 5, Reactivo Azul 52, Reactor Amarillo 125 y Reactivo Verde 15. Todos estos reactivos son de tipo azo, principalmente utilizados en la industria textil. Estos proporcionan un gran color, son muy tóxicos, cancerígenos y mutágenos.

5. La eficiencia de la absorbancia se define como: A0es la absorbancia a la longitud de onda máxima absorción de la solución inicial de tinte A es la absorbancia a la longitud de onda de máxima absorción de la solución de tinte después de que el plasma el tratamiento.

6. Resultados y conclusiones Efecto de la densidad de energía aplicada:

7. Monitoreo espectrofotométrico de colorantes durante el tratamiento del plasma:

8. Cambio de los valores de pH y efectos del ajuste del mismo:

9. Efectos del tiempo del tiempo de residencia después del tratamiento del plasma:

10. Efecto del H2O2 : Efecto del Fe2+ :

11. EFECTO DEL PH SOBRE EL POTENCIAL DE BIO-REPARACIÓN PARA LA ELIMINACIÓN DE COLORANTES TEXTILES VIOLETA DIRECTO MEDIANTE EL HONGO ASPERGILLUS NIGER. • Los colorantes sintéticos son tóxicos y recalcitrantes en la naturaleza. • Muchos países tuvieron que prohibir su utilización y proponer técnicas ecológicas como la bio-reparación para su eliminación y poder cumplir, una gestión eficaz de las aguas residuales.

12. Factores que influyen en la bio-eliminación de tintes textiles. • pH. • Concentración de colorante. • Cantidad de biomasa producida por los microorganismos presentes en las cepas de hongos.

13. Eliminación del color mediante el hongo Aspergillus Niger. • Se utilizó dicho hongo conservado en agar en un medio refrigerado; la cepa de hongos se cultivó en un medio mineral. • El micelo, fue separado para determinar la cantidad de biomasa que contenían y así poder evaluar la cantidad de colorante que podían absorber, se expreso en peso seco. • El pH óptimo para la eliminación del color mediante el hongo Aspergillus niger era de 5.

14. Eliminación del color mediante el hongo Aspergillus Niger. • La decoloración del tinte se determinó midiendo la absorbancia de la cepa de hongos frente al color original del medio, en un espectrofotómetro. Donde: A0: absorbancia inicial de la solución de tinte. A: absorbancia de la solución de tinte después del tratamiento biológico. • La cantidad de colorante absorbido fue calculado mediante: Donde: qe (mg / g), es la cantidad de colorante absorbido en el cantidad unitaria de la biosorbentes. C0 y Ce (mg / L) son las concentraciones de colorante en las soluciones antes y después de biosorción, respectivamente. V (L) es el volumen de la solución y M (g) es la cantidad de bioabsorbente.

15. Los efectos del pH sobre la eficacia de la eliminación del tiente. • El porcentaje de eliminación del colorante violeta directo en un intervalo de pH ácido (2 a 6) se incrementa con el tiempo de incubación. La bio-eliminación máxima de colorante se obtiene para un pH 2. • Para el colorante reactivo negro 5, la eliminación es mayor a pH ácidos estando el óptimo entre 2 y 3 y para los colorantes de tipo azo en 1,5. • En el colorante remazol negro B, no se encontraron efectos notables de decoloración para un rango de pH entre 3 y 5,5, pero la eliminación del color alcanzó valores máximos al aumentar el tiempo de incubación.

16. Conclusiones. •La mayor bio-eliminación está acompañada por un crecimiento de biomasa a pH entre 6 y 7, obteniéndose el mayor peso seco de biomasa. •La bio-eliminación disminuye a pH 10, esto puede deberse a la disminución de la cantidad de biomasa producida por la cepa y que por tanto, esta no sea suficiente para eliminar todo el colorante.

17. Conclusiones. • La eliminación de colorante disminuye con el aumento del pH. • El porcentaje de eliminación de colorante depende de la concentración inicial de éste. • A pH ácidos se produce una mayorbio-eliminación de colorante. Por tanto estos valores de pH son los utilizados normalmente por la industria textil para la eliminación de tintes.

18. ABSORCIÓN DE COLORANTES TEXTILES REACTIVOS POR EL HONGO ASPERGILLUS FOETIDUS. • Los colorantes reactivos, están diseñados para unirse covalentemente con las telas donde quiere producirse la coloración. • Los colorantes tipo azo son la clase de tintes más grande, solubles en el agua, que más variedades de color tienen y los más resistentes a los procesos de biodegradación aerobia. • Para la decoloración de estos tintes se utilizan cepas de hongos que absorban la biomasa sin que se produzca degradación del tejido. • Los procesos de bio-absorción son rápidos y muy eficientes. Uno de los hongos capaces de absorber colorantes reactivos del tipo azo es el aspergillus foetidus, con una eficacia del 98%.

19. Aspergillus foetidus. Estudios realizados para la decoloración: Estructura. Cinética de la decoloración. Umbral de colores que puede tolerar. Influencia de fuentes de carbón biodegradables, como la glucosa, sobre el proceso de absorción del color. Capacidad del hongo para la eliminación del colorante Posibles efectos contaminantes del proceso.

20. Aspergillus foetidus. Estudios realizados para la decoloración: • Utilización de tintes de la mayor pureza posible. • Disolución de colorante y cepa en el mismo medio de crecimiento (preparado de sales minerales y glucosa). • La decoloración total se observa después de 10 días de experimento. • Los experimentos están influenciados por el pH. Los cambios en la absorbancia a longitud de onda máxima provocan un descenso del pH debido a la acumulación de ácidos orgánicos. • Corrección de los valores de absorbancia a longitud de onda máxima mediante métodos experimentales.

21. El estado metabólico activo de los hongos es esencial para la decoloración del proceso. Existe una rápida aceptación de los tintes de la gama dimarene durante el crecimiento exponencial de la cepa lo que implica el crecimiento de la actividad metabólica relacionada con la eliminación del color. El proceso de bio-absorción de colorante es aplicable a colorantes tipo azo.

22. ADSORCIÓN DE TINTES IÓNICOS SOBRE RESIDUOS DE LANA DE CARBONIZACIÓN • El experimento se ha realizado para los colorantes AB 80 y BR 22, mediante una adsorción en un sistema estático. • El pH se ajusta por medio de ácido sulfúrico puro o hidróxido de amonio. • La cantidad de colorante fijado se calcula mediante espectrofotometría.

23. Resultados: • Efecto del tiempo de contacto y de la temperatura:

24. Isotermas de adsorción de ambos colorantes e influencia del pH en el BR 22:

25. El tratamiento de una solución de AB 80 en una columna: • Se aplica un flujo descendente , provocando una obstrucción de la cama por la desaceleración en el flujo. • Después, se aplico un flujo ascendente para controlar el caudal. • Los resultados obtenidos se muestran ene la siguiente tabla:

26. El tratamiento del BR 22 en un reactor agitado: • A priori, es un método más caro que el expuesto anteriormente. • El objetivo final es alcanzar un nivel de uso de un tratamiento adecuado y óptimo de los residuos de carbonización de más bajo coste. • Los resultados obtenidos se muestran en las siguientes gráficas:

27. BIBLIOGRAFÍA • Página web de Sci ScienceDirect: http://www.sciencedirect.com/ Consultada los días 14 y 15 de Octubre de 2011 • Artículos originales: • The effect of pH on bioremediation potential for the removal of direct violet textile dye by Aspergillus niger. Wafaa M. Abd El-Rahim , Ola Ahmed M. El-Ardy b, Fatma H.A. Mohammad • Uptake of reactive textile dyes by Aspergillus foetidus S. Sumathi, B.S. Manju • Decolorization of reactive textile dyes using water falling film dielectric barrier discharge. Biljana P. Dojˇcinovi´ca, Goran M. Rogli´cb, Bratislav M. Obradovi´cc, Milorad M. Kuraicac, Mirjana M. Kosti´c, Jelena Neˇsi ´c, Dragan D. Manojlovi´c • Adsorption of ionic dyes on wool carbonizing. F.Perineau I, J. Molinier et M. Gaste I