Degradación biológica de 1,4-dioxano con oxígeno puro
¡Bienvenidos una semana más al blog de Nippon Gases! En el artículo de hoy, comentaremos algunos aspectos sobre el 1,4 dioxano, así como su impacto y su eliminación.
Empecemos por el principio: ¿qué es el 1,4-dioxano?
El 1,4-dioxano es uno de los mayores contaminantes del agua y, por tanto, una gran preocupación para el medio ambiente.
Se encuentra en varios ambientes acuáticos, tales como aguas subterráneas, aguas superficiales o lixiviados de vertederos. Es un compuesto muy utilizado en la industria como disolvente y también como reactivo en una gran variedad de productos químicos y farmacéuticos.
Este producto también es empleado en la fabricación de barnices o lacas, así como también en la preparación de productos de limpieza, detergentes, fumigantes, adhesivos, cosméticos, fabricación de pasta de papel, acabados textiles, etc. Además, se genera como subproducto de reacciones químicas en la fabricación de ciertos plásticos, surfactantes y resinas.
Impacto en el medio ambiente y en el ser humano
La Agencia Internacional de Investigación sobre el Cáncer ha determinado que el 1,4-dioxano podría ser cancerígeno para los humanos y lo ha clasificado como nivel 2B (posible carcinógeno para el hombre). También la Agencia de Protección Ambiental de los EE.UU. (EPA) lo ha clasificado como contaminante tóxico, peligroso y prioritario y está incluido en el Inventario de Emisiones Tóxicas (TRI), uno de los instrumentos que la EPA emplea para recopilar información acerca de las sustancias químicas y el medioambiente.
Desde 2016, forma parte de las 10 sustancias tóxicas que están evaluando para legislar su límite de vertido a colector o cauce.
Fig 1. Listado de productos químicos incluidos en el TRI desde 2016
La mayor conciencia medioambiental que existe y una legislación cada vez más estricta van a obligar a eliminar o reducir en gran medida este compuesto de las aguas residuales industriales de muchos sectores. El 1,4-Dioxano es un éter cíclico, de fórmula empírica C4H8O2 completamente soluble en agua que no se hidroliza, con una presión de vapor moderada y en su ficha de seguridad es considerado como muy poco biodegradable (<10%).
Su elevada solubilidad en agua y un punto de ebullición de 101ºC -casi idéntico a ésta- dificulta su eliminación de la misma mediante sistemas clásicos como la destilación. El air stripping tampoco consigue su eliminación completa, si bien su presión de vapor indica que es un compuesto volátil, su elevada solubilidad en agua impide una eliminación eficiente por este medio.
Fig 2. 1,4-Dioxano
Se han realizado infinidad de estudios a escala de laboratorio para eliminar el dioxano mediante técnicas de oxidación avanzada (AOP) aunque no han sido aplicadas a escala industrial. Tampoco se han conseguidos buenos resultados empleando carbón activo para su adsorción, y debido a su pequeño tamaño no puede ser retenido por sistemas de membranas. Además, el hecho de que la emisión de dioxano a la atmósfera no esté permitida y sí legislada, descarta la posibilidad de usar burbujas de aire. Estas burbujas producen el stripping de parte del dioxano disuelto formando los COVs.
Biodegradación de 1,4-dioxano
A pesar de que el 1,4-dioxano es una molécula muy estable y por tanto considerada no fácilmente biodegradable, desde Nippon Gases tenemos una amplia experiencia en la eliminación con oxígeno puro, llegando a ser biodegradado en más de un 90%.
En las gráficas siguientes se muestran la eliminación de dioxano y DQO en un caso real durante el 2018 con un sistema de fangos activos con oxígeno puro.
Nippon Gases tiene referencias propias de EDARIs con más de 8 años de operación, eliminando concentraciones de 100 – 300 ppm de 1,4-dioxano. Mediante un tratamiento de fangos activos con oxígeno puro trabajando en unos valores de operación definidos previamente por los ensayos en laboratorio (AQLAB) y estudios de simulación de procesos (AQSIM). Además, automatizado con nuestro sistema de monitorización y control online AQSCAN, todo ellos integrado en nuestro Demo Center: un sistema probado y comparativamente más económico tanto en CAPEX como en OPEX respecto al resto de opciones que ahora mismo se barajan.
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