Carbon Activado 2o4w4m

INACAP PUERTO MONTT Ingeniería en Prevención de Riesgos, Calidad y Ambiente Residuos Líquidos Unidad: Gestión de Residuos Líquidos

Adsorción en Carbón Activado

Integrantes: Yudith Millapel Diego Ryan Rudy Vargas Fecha: 08/10/2014 Profesora: Soledad Rivera.

Índice

Introducción.......................................................................................................... 3 El carbón activado como adsorbente.........................................................................4 Carbón en polvo................................................................................................. 5 Carbón en grano................................................................................................. 5 La tecnología......................................................................................................... 6 Descripción del proceso.......................................................................................... 7 Activación de un carbón.......................................................................................... 7 Ventajas, Desventajas y Costos asociados……………………………………………………………………………. 8 Conclusion…………………………………………………………………………………………… ………………………............... 9 Bibliografía.......................................................................................................... 10

Introducción La adsorción es un proceso de separación y concentración de uno o más componentes de un sistema sobre una superficie solida o liquida. Este proceso es uno de los más utilizados dentro de los sistemas de tratamiento terciario de las aguas residuales, ya que se emplea para retener contaminantes orgánicos presentes en concentraciones bajas, lo que dificulta su eliminación por otros procedimientos. Los adsorbentes más empleados son el gel de sílice, la aluminia y el carbón activado. Esta última es particularmente interesante para la eliminación de compuestos polares y además son muy fáciles de regenerar. Es el adsorbente más ampliamente utilizado para el tratamiento de aguas residuales. En el siguiente trabajo se dará a conocer en que consiste esta tecnología, su aplicación, costos, ventajas y desventajas.

El carbón activado como adsorbente El carbón activado es un carbón poroso que atrapa compuestos, principalmente orgánicos que se encuentran presentes en un gas o en un líquido. Lo hace con tal efectividad, que es el purificante más utilizado por el ser humano. Los compuestos orgánicos se derivan del metabolismo de los seres vivos, y su estructura básica consiste en cadenas de átomos de carbono e hidrogeno. Entre ellos se encuentran todos los derivados del mundo vegetal y animal, incluyendo el petróleo y los compuestos que se obtienen de él.

Fuente: 1 carbon. (2010). ¿Qué es el carbón activado?. 2010, de carbotecnia Sitio web: http://carbotecnia.info/carbon%20activado.htm

Después de la filtración, existen muchos procesos de purificación utilizando el carbón, entre ellas están:  Potabilización de agua: el carbón retiene plaguicidas, grasas, aceites, detergentes, subproductos de la desinfección, toxinas, compuestos que producen color, compuestos originados por la descomposición de algas y vegetales o por el metabolismo de animales.  Deodorización y purificación de aire: por ejemplo, en respiradores de cartucho, sistemas de recirculación de aire en espacios públicos, venteos de drenajes y plantas de tratamiento de agua, casetas de aplicación de pinturas, espacios que almacenan o aplican solventes orgánicos.  Tratamiento de personas con intoxicación aguda: el carbón activado se considera el “antídoto más universal”, y se aplica en salas de urgencias y hospitales.  Refinación de azúcar: el carbón retiene las proteínas que dan color al jugo de caña; el objetivo fundamental de este proceso es evitar que el azúcar fermente y se eche a perder.  Decoloración de aceites vegetales, glucosa de maíz y otros líquidos destinados a la alimentación.

 Decoloración y deodorización de bebidas alcohólicas: como vinos de uva y destilados de cualquier origen.  Recuperación de oro: el oro que no se puede separar de los minerales por los procesos de flotación, se disuelve en cianuro de sodio y se adsorbe en carbón activado.

El carbón activo se utiliza en forma de gránulos, de pastillas, o en polvo. El diámetro de las partículas del carbón en polvo es generalmente inferior a 0,1 mm, siendo normales carbones en polvo con partículas comprendidas entre 10 y 50 micras, mientras que en los carbones granulares comerciales el tamaño medio de partícula varia usualmente ente 0,2 y 1,7 mm. Para los carbones granulares, las propiedades físicas más importantes son la dureza y el tamaño de la partícula.

Carbón en polvo El carbón en polvo generalmente se utiliza en combinación con los tratamientos de clarificación. Inyectando de forma continua en el agua con los reactivos de floculación, se introduce en los floculas y luego se extrae del agua con ellos. Ventajas:  Los carbones activos en polvo son más baratos que los carbones en grano.  Precisan inversiones reducidas. Es decir, cuando el tratamiento consiste únicamente en la etapa de floculación-decantacion, basta prever un simple equipo de dosificación de carbón activo.  Su cinetica de adsorción es rápida, ya que su superficie es fácilmente accesible. Desventajas:  Dicho carbón no puede regenerarse cuando se recupera en mezcla con fangos de hidróxidos, por lo que se debe prever la perdida de este material después de su uso. Cuando se utiliza el carbón solo se puede recurrir a la técnica de regeneración en lecho fluidizado, sin embargo conlleva perdidas muy elevadas.  Es difícil eliminar las últimas trazas de impurezas, sin añadir un exceso de carbón activado.

El carbón activo en polvo, se utiliza en dosificaciones discontinuas o de pequeña importancia.

Carbón en grano El carbón en grano se utiliza en forma de lecho filtrante atravesado por el agua a tratar, cuyas impurezas se someten a una extracción metódica. En efecto el agua progresivamente liberada de sus contaminantes, encuentra fracciones de carbón activo cada vez menos saturadas.

La tecnología La aplicación de carbón activado constituye un tratamiento terciario y tiene por propósito obtener una calidad de efluente mejor que la conseguida en los tratamientos primarios y secundarios convencionales. Su aplicación se realiza en lechos empacados, tipo columnas, cargados con gránulos del material adsorbente y se bombea a través del filtro empacado, el efluente a tratar. A medida que el agua se fluye a través de la columna, los químicos se adsorben a la superficie porosa de los gránulos. Cuando la superficie del carbón activado se llena de químicos, se dice que el carbón esta gastado. Este debe reemplazarse o limpiarse para permitir que el filtro se reutilice. La limpieza del carbón gastado comprende el calentamiento del carbón y el bombeo de aire limpio a través del mismo. El calor suelta los químicos del carbón, y el aire los expulsa de la columna.

En relación al tratamiento de las aguas, el carbón su utiliza en:  Tratamiento terciario de aguas residuales y tratamiento de aguas servidas.  Tratamiento de agua en procesos industriales, como por ejemplo en la industria química, industria alimentaria y farmacéutica.  Potabilización de aguas.  Tratamiento de emisiones atmosféricas.  Purificación de aire y gases.  En resumen, este sistema se debe emplear cuando se desee eliminar contaminantes orgánicos disueltos, tales como: detergentes, colorantes de síntesis solubles, disolventes colorados, sabores y olores, fenoles, derivados aromáticos.

Descripción del proceso El agua es bombeada dentro de una columna que contiene el carbón activo, esta agua deja la columna a través de un sistema de drenaje. La actividad del carbón activo de la columna depende de la temperatura y de la naturaleza de las sustancias. El agua pasa constantemente a través de las columnas, por lo que se produce la acumulación de sustancias en el filtro. Por esta razón el filtro necesita ser sustituido periódicamente. Un filtro usado se puede regenerar de diversas maneras, el carbón granular puede ser regenerado fácilmente oxidando la materia orgánica. La eficacia del carbón activo disminuye en una 5% y 10%. Una parte pequeña del carbón se destruye durante el proceso de la regeneración y debe ser sustituida. La tecnología de adsorción utilizando carbón activado es altamente eficiente, alcanzando entre 95% y 99%.

Activación de un carbón El carbón puede activarse mediante procesos térmicos o químicos. Los procesos térmicos consisten provocar una oxidación parcial del carbón, para lograr que se formen los poros, pero evitando que se gasifique y se pierda más carbón del necesario. Los procesos químicos parten de la materia prima antes de carbonizarse. Los reactivos agentes deshidratantes que rompen las uniones que ligan entre sí a las cadenas de celulosa, una vez terminada esta etapa, el material se carboniza a una temperatura relativamente baja y luego se lava para eliminar los restos de reactivo y de otros subproductos.

Ventajas, Desventajas y Costos Asociados Ventajas Especial para remoción de mal olor, sabor o color desagradable. Remueve plaguicidas y compuestos orgánicos volátiles. Gran capacidad de remoción. Económicos. Fáciles de operar y mantener.  Su uso es ampliamente usado.     

Desventajas  Mantenimiento frecuente.  Esta tecnología no destruye los contaminantes y eventualmente se requiere de otra tecnología que si lo haga.  Generan residuos que deben ser dispuestos en vertederos controlados. Costos Asociados Los costos del carbón se encuentran asociados a su tipo. Sus valores oscilan entre 0.99 US$ y 5,51 US$ por kilogramo. El mayor rango de precios esta para carbones específicos usados en la industria farmacéutica. Los costos de tratamiento por metro cúbico dependen directamente del caudal de tratamiento, del tipo de carbón utilizado (doméstico, industrial, farmacéutico), del tipo del contaminante y de su concentración inicial. Sin embargo, para una evaluación inicial, la mayor sensibilidad de costos se logra mediante la variación del caudal de tratamiento.

Conclusión El uso del carbón activado brinda una gran eficiencia en la eliminacion de los contaminantes de las aguas residuales si bien su costo es elevado y su implementación requiere de columnas y otras modificaciones a largo plazo la inversión es recuperada. Además este proceso lo podemos ocupar para diversos requerimientos que esten presentes en la industria ya que por su versatilidad es capaz de eliminar gran variedad de elementos contaminantes por ejemplo contaminantes orgánicos disueltos, como: detergentes, colorantes de síntesis solubles, disolventes colorados, sabores y olores, fenoles, derivados aromáticos.

Bibliografía 1. C. Apelsa. (2004). ¿Qué es carbon activado?. 2004, de apelsa carbones Sitio web: http://www.carbonapelsa.com.mx/pages/spanish/carbonactivado.html 2. 1 carbon. (2010). ¿Qué es el carbón activado?. 2010, de carbotecnia Sitio web: http://carbotecnia.info/carbon%20activado.htm 3. Wastewater Engineering; Metcalf & Eddy; tercera edicion; 1991; página 317 4. Fundación Chile. (2005). TECNOLOGÍAS DE ADSORCIÓN CON CARBON ACTIVADO. 2005, de Sinia Sitio web: http://www.sinia.cl/1292/articles49990_01.pdf 5. Redacción Ambientum. (2003). Carbón activo en el tratamiento de aguas. 2003, de revista ambientum Sitio web: http://www.ambientum.com/revista/2003_03/CARBON.htm