Ciencias e Ingeniería Ambientales
Permanent URI for this communityhttps://hdl.handle.net/11191/6733
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- Degradación del 2,5-DCP en agua destilada y en agua residual por los procesos de oxidación avanzada con ozono y ozono-UV combinados con un tratamiento biológico(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-12-08) Alexander, JacquelineEn los últimos años la contaminación de los suministros de agua se ha incrementado debido a la descarga continua de las aguas residuales de las industrias químicas y farmacéuticas, sin tratamiento adecuado que eliminan los compuestos orgánicos recalcitrantes que contienen. Estos contaminantes ponen en peligro la calidad de las aguas superficiales y subterráneas, la salud de la población y dañan los ecosistemas. En vista de estos problemas, en el presente trabajo se estudió la efectividad de la combinación de los procesos de ozono y ozono-UV con un proceso biológico para aumentar la biodegradabilidad y reducir los niveles de la toxicidad del 2,5-diclorofenol (2,5-DCP) y los compuestos intermedios generados durante la oxidación. Se hizo un estudio comparativo en un reactor de columna equipado con un difusor de vidrio poroso de burbuja fina para aplicar el ozono con una transferencia de masa volumétrica kLa de 1.58 min-1. En cada experimento se utilizó un volumen de 1.5 L con concentración de 3.07 mM de 2,5-DCP en solución acuosa con agua destilada y con agua residual municipal, a un pH inicial de 7. Se usó una dosis de ozono aplicado de 22 mg min-1 con un flujo de gas de oxígeno-ozono de 0.7 L min-1. Además, se utilizó una lámpara de UV con longitud de onda de 254 nm para llevar a cabo los tratamientos con ozono-UV. Los resultados obtenidos, mostraron que el 2,5-DCP se degrada completamente con una dosis de ozono de aproximadamente 1.2 g h-1 en las dos soluciones estudiados tratadas con ozono y ozono- UV. Los mejores resultados se obtuvieron con el proceso de ozono-UV después de 60 min en la solución acuosa de 2,5-DCP con agua residual, lo que muestra que la adición de fotólisis (intensidad de la lámpara UV = 4 mW cm-2) al ozono mejora la eliminación de DQO (75%), la mineralización (53%) y la biodegradabilidad (DBO5 / DQO) de 2,5-DCP de 0.2 a 0.85. La toxicidad del 2,5-DCP y sus productos intermedios se analizó para diferentes intervalos de tiempo con la prueba de inhibición de la respiración de lodos activados. Los análisis de la prueba de toxicidad mostraron que los tratamientos O3 y O3-UV fueron eficaces en disminuir la toxicidad del 2,5-DCP y de sus productos intermedios, que fueron menos tóxicos para los microorganismos en el lodo activado (IC25 = 125 mg/L), que el 2,5-DCP sin tratamiento (IC50 = 50 mg/L). Los resultados de este trabajo muestran que la materia orgánica y la materia inorgánica presentes en el agua residual, tuvieron un efecto positivo sobre la oxidación del 2,5-DCP, lo que apoya el uso potencial de los procesos de ozono y ozono-UV para tratar efluentes contaminados con alta concentración de compuestos clorofenólicos.
- Remoción de arsénico en agua con ozonación y carbón activado(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-07) Acevedo Afanador, Laura MariaEn el presente trabajo se busca una alternativa de solución a una problemática mundial como es La contaminación del agua con arsénico. En México se han reportado concentraciones de más de 50 μg/L en agua potable en 13 Estados, algunos de ellos con actividad minera, con concentraciones de hasta 158 mg/L, lo que indica que los habitantes de estos Estados están expuestos día a día a concentraciones por encima del límite máximo permisible estipulado en México en la norma para agua potable NOM-127-SSA-1994. Se conocen diversos procesos para la eliminación de este contaminante del agua, algunos con costos elevados y otros ineficientes para la especie de arsénico trivalente, por lo que es necesario la búsqueda de tecnologías eficientes y económicas para el tratamiento de aguas contaminadas con este metal. En el presente trabajo se estudió la eliminación de arsénico (III) acoplando dos procesos: oxidación-adsorción. La oxidación con ozono permite el cambio del estado de oxidación de trivalente a pentavalente, reduciendo de esta manera la toxicidad del metal y facilitando su eliminación por adsorción con carbón activado (CA). Se utilizó carbón activado granular (CAG) de cáscara de coco ya que el As (V) presenta mayor afinidad con este material adsorbente. Teniendo como objetivo evaluar la capacidad de remoción de arsénico mediante los procesos de oxidación avanzada con ozono y de adsorción en carbón activado, así como definir parámetros de pH, tiempos de contacto, concentraciones de arsénico y dosis de ozono para los cuales el proceso de oxidación-adsorción presenta su mayor eficiencia.
- Procesos de oxidación avanzada con ozono y peróxido de hidrógeno para inactivar huevos de helminto Toxocara canis y quistes del protozoario Giardia lamblia(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-06) Castillo Campos, VerónicaLas enfermedades causadas por parásitos reciben el nombre de parasitosis y constituyen un problema de salud pública que, a pesar de los adelantos en la tecnología, continúan afectando la calidad de vida de los individuos y los animales que los adquieren. El ozono (O3) y el peróxido de hidrógeno (H2O2), así como la combinación de ambos (O3/H2O2) son poderosos oxidantes que se aplican exitosamente desde hace mucho tiempo como desinfectantes de agua de tipo residual y potable, por lo que es de interés evaluar su actividad parasiticida a diferentes tiempos de contacto, pH y concentraciones. Se utilizaron quistes de Giardia lamblia y huevos de Toxocara canis, ambos agentes zoonóticos, cosmopolitas, que comúnmente contaminan aguas residuales y suelo. El contacto hasta por 120 min de soluciones de H2O2 a diferentes concentraciones y pH inactiva el 52.2% de los huevos de T. canis y disminuye el 71.9% de viabilidad de los quistes de G. lamblia. El tratamiento con O3 inactivó al 98% de los quistes a pH 10, con los huevos alcanzó el 83.9% a pH 5. La oxidación con agua saturada con ozono de manera individual o combinada con peróxido de hidrógeno a diferentes valores de pH no eliminó el riesgo de transmisión de la giardiosis ya que solo alcanzó valores máximos de 35.5% de actividad giardicida, Sin embargo, la actividad del ozono aplicado en el reactor semi-bach fue 2.6 veces más eficiente en la inactivación de quistes de G. lamblia. La oxidación por el ozono en combinación con peróxido de hidrógeno y la acción de los radicales hidroxilo formados en el ambiente alcalino presentaron mayor inactivación de quistes de G. lamblia (99.4%) y huevos de helminto (89.4%) en comparación con la inactivación en reacciones a pH neutro y ácido. El sinergismo que se tiene con la combinación oxidante de O3/H2O2 y la presencia de radicales hidroxilo formados en el pH alcalino permitió obtener mayores porcentajes de inactivación lo que disminuye de manera importante el riesgo de transmisión de ambas parasitosis, por lo que se demostró que los procesos de oxidación a avanzada son una alternativa para inactivar quistes del protozoario G. lamblia así como huevos de helminto T. canis.
- Tratamiento de residuos de agave de la industria tequilera mediante procesos de oxidación avanzada con ozono para elaborar pasta de papel(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-09) Pérez Bravo, GerardoEn el proceso de fabricación del tequila se obtiene un residuo proveniente del proceso de cocimiento y molienda de las cabezas de Agave tequilana Weber variedad azul. Este residuo, conocido como bagazo de agave, es producido a razón de entre 55 y 60 kilogramos por litro de tequila elaborado y su disposición final se realiza en tiraderos. En el año 2015 la producción total de tequila fue de 248.3 millones de litros, por lo tanto, se estima que se generaron entre 10.17 y 11.09 millones de toneladas de bagazo. En este estudio se investigó la posibilidad de transformar dicho material de desecho en pasta de papel mediante un tratamiento de oxidación avanzada con ozono. En la parte experimental, a fin de conocer el proceso convencional de cocción con sosa en autoclave y comparar resultados con ozono, se elaboraron manualmente hojas de papel con el bagazo de agave mediante este método. Con el proceso de ozonización se llevaron a cabo pruebas preliminares para evaluar la remoción de lignina. En la etapa principal de la experimentación con ozono se determinó el pH al cual se obtiene la máxima reducción de lignina, efectuando ozonizaciones al bagazo de agave a diferentes valores de pH (2.5 a 12), manteniendo constante las demás variables, asimismo se analizó el contenido de celulosa y hemicelulosa en cada experimento. Con el pH ya definido se efectuó una ozonización incrementando el tiempo de reacción. La máxima reducción de lignina que se logró con el ozono fue del 38.67 %, en una de las pruebas preliminares. También se realizó una prueba de tratamiento del bagazo con sosa al 25 % a ebullición con reflujo, así como una prueba de ozonización con NaOH al 6 %. Se tomaron imágenes del bagazo con microscopio estereoscópico, microscopio óptico y microscopio electrónico de barrido, en donde no se observó ninguna diferencia significativa entre el bagazo original y el bagazo ozonado, en contraste, en el bagazo tratado únicamente con sosa se apreció la liberación de las fibras. Como conclusión general, el proceso de ozonización permite disminuir el contenido de lignina en el bagazo de agave, pero no se llega a ablandar lo suficiente para poder separar las fibras individuales para obtener la pasta de papel en un proceso de refinación en una pila holandesa y, de esta manera, estar en posibilidades de elaborar hojas de papel.
- Toxicidad y biodegradabilidad de detergentes comerciales y de su tensoactivo base(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-05) Calvo Leon, Alma RosaEl objetivo del presente estudio fue evaluar la toxicidad y la biodegradabilidad de tres diferentes detergentes comerciales que tienen amplio uso en el mercado y que indican un contenido de detergente activo de sulfonato aniónico lineal (LAS) y de dodecilbencen sulfonato de sodio (DBSS). La toxicidad se evalúo mediante pruebas de fitotoxicidad en semillas de lechuga var. Butter crunch y mediante pruebas de inhibición del consumo de oxígeno de lodos activados. La biodegradabilidad se determina mediante la relación DBO5/DQO y con pruebas de DBO por el método de respirometría en períodos de 10 días. Se emplearon estándares de LAS y DBSS grado reactivo y se incluyeron dos muestras de DBSS grado industrial, además de las tres muestras comerciales. Se separa el detergente activo de los aditivos en las muestras comerciales y también se analizaron en cuanto a su toxicidad y biodegradabilidad. En total se analizaron 15 muestras. Las pruebas con los tensoactivos grado reactivo LAS y DBSS, muestran una mayor toxicidad por parte del DBSS, tanto en las semillas de lechuga como en los microorganismos de los lodos activados. Además, el LAS resultó tener una constante de biodegradabilidad más alta, 0,22 d-1 con respecto a 0,15 d-1 del DBSS, estos resultados fueron posteriores a un período de adaptación de 4 días. Considerando el criterio de biodegradabilidad en función DBO5/DQO las muestras de detergentes comerciales resultaron muy poco degradables con valores de 0,03 a 0,10 estos resultados se explican con las pruebas de respirometría que indican la necesidad de un período de 3 a 4 días para la adaptación de los microorganismos, por lo que hasta el 5 día se inicia la biodegradación de los detergentes. En cuanto a la toxicidad de los detergentes comerciales, identificados como D3, D4 y D5 se encontró que las muestras D5 y D4 a bajas concentraciones de 2,7 mg/L a 7,5 mg/L respectivamente, inhiben en un 50% el consumo de oxígeno en los lodos activados. Las pruebas de fitotoxicidad mostraron que la concentración de inhibición media IC50 en el crecimiento de la radícula varió de 1,8 mg/L, 6,1 mg/L y 10,4 mg/L para el D5, D3 y D4 respectivamente. Asimismo, los valores de IC50 para los tensoactivos y aditivos de los detergentes (T3, T4, T5, A3, A4 y A5) dieron concentraciones entre 1,6 y 6,5 mg/L, estas muestras resultaron ser más tóxicas a las semillas que los detergentes grado reactivo. Como conclusión general se confirma que los tres detergentes comerciales con tensoactivos aniónicos resultan tóxicos a las semillas de lechuga var. Butter crunch y a los microorganimos de los lodos activados, y se consideran poco biodegradables, con la necesidad de adaptación de microorganismos.
- Pruebas de adsorción y regeneración química de carbón activado granular de madera y de cáscara de coco para el tratamiento de agua residual de la industria del teñido textil(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018-07) Acevedo Trejo, Dulce BelenEn la presente investigación se estudió el proceso de adsorción con carbón activado granular (CAG) como tratamiento para una descarga muestreada de una industria dedicada a la tinción textil. (1) Se probaron dos tipos de CAG virgen, uno a base de madera y otro a base de cáscara de coco. Todos los experimentos se realizaron en modo batch a escala de laboratorio, operando con un volumen de 50 mL. Con el objeto de determinar las condiciones que favorecen el proceso de adsorción se modificaron algunos parámetros: la dosis de adsorbente (0.1g, 0.5g, 1g, 5g y 10g), el tiempo de reacción t, la temperatura T (25°C ± 3°C, 60°C y 80°C), y el pH (2,7 y 10). Para medir la eficiencia del método se monitorearon los parámetros de DQO según la Norma Mexicana NMX-AA-030/2-SCFI-2011, y de Color Espectrofotométrico a 555 nm (longitud de onda máxima de barrido región UV-Visible). (2) Posteriormente se evaluó el desempeño de los dos tipos de CAG de madera y de cascara de coco regenerados, utilizando regeneración química al CAG saturado, con dos agentes: H3PO4 ácido fosfórico concentrado y KOH hidróxido de potasio (2M), midiendo la eficiencia de remoción de DQO y Color. Los resultados obtenidos mostraron: (1) que el carbón activado granular virgen de madera presentó mejor desempeño en la remoción de contaminantes que al usar el carbón activado granular virgen de cáscara de coco reduciendo tiempos de reacción. Los otros parámetros de operación evaluados mostraron que para los dos tipos de carbón activado, aplicar altas temperaturas (60°C y 80°C) mejoró la eficiencia del proceso adsortivo, obteniéndose mejores remociones de contaminantes en menores tiempos de contacto. La combinación de temperaturas altas (60°C y 80°C) con pH bajo (2) fueron las mejores condiciones de operación del total de experimentos realizados. Se determinó que la dosis de adsorbente ideal fuera de 10g de adsorbente por litro de agua residual, solo se determinó para el CAG de madera por presentar las mejores eficiencias, obteniendo remociones de Color Espectrofotométrico de 80% y de 60% para la remoción de DQO en un tiempo de reacción de 1 hora. (2) En las pruebas de regeneración se encontró un incremento en el desempeño del CAG de coco con ambos agentes, incluso si se trataba CAG de coco virgen. No ocurrió lo mismo para el caso del CAG de madera, pues las remociones de contaminantes disminuyeron al regenerarlo y sobre todo cuando se usó hidróxido de potasio como agente regenerante. En todos los ensayos se observó que los datos experimentales se ajustaron al modelo de Langmuir, mostrando que la adsorción sigue un comportamiento en monocapa (capa monomolecular).