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Caracterización y valorización del lodo generado en el tratamiento electrolítico de Vinazas

Velasco Vasquez, Leudi Jhoana (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA SANITARIA Y AMBIENTAL, 2018)

La vinaza es el principal subproducto líquido resultante del proceso de producción industrial de etanol anhidro y representa un riesgo medioambiental debido a sus características físicas y químicas. En este estudio se ...
Electro-oxidación de melanoidinas con electrodos de diamante dopado con boro

Holguín Cuéllar, Juan Carlos; Reyes Giraldo, William Andrés (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA QUIMICA, 2014)

Se estudiaron condiciones de operación en el tratamiento de soluciones de melanoidinas sintéticas, mediante el proceso de Electro-oxidación (EO) con electrodos de diamante dopado con boro (BDD) a escala piloto, en el reactor ...
Electrodisolución de magnesio en una celda electrolítica agitada

Erazo Moreno, Eider Ansisar; Murillo Sierra, Juan Camilo (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA QUIMICA, 2015)

Los lixiviados que se producen en los rellenos sanitarios acarrean consigo una gran carga de contaminantes, entre ellos el amonio. Para reducir los contenidos de amonio en los lixiviados se dispone de una alternativa que ...
Integración energética entre flemaza, vinaza y condensados de vinaza en la destilería Mayagüez S.A.

Mora Cárdenas, Maillol Andrés (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA QUIMICA, 2015)

En el 2011 los ingenios azucareros del valle geográfico del río Cauca produjeron cerca de 341.19 millones de litros de bioetanol. En este proceso se generaron entre 9 y 14 litros de vinaza por litro de etanol (Clavijo, ...
Precipitación de amonio en lixiviados de relleno sanitario empleando óxido de magnesio

Puerres Puerres, Jhon Danis (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA QUIMICA, 2015)

El lixiviado es el principal efluente líquido de los rellenos sanitarios y es capaz de producir graves afectaciones en su entorno por su contenido de contaminantes. Uno de ellos es el amonio que puede conducir a la ...
Recuperación de complejos aurocianurados por elución electroquímica de carbón activado

Carvajal Cruz, Estefannya; Elvira Marulanda, Ángela Victoria (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA QUIMICA, 2013)

En esta investigación se estudió una técnica de elución electroquímica de carbón activado cargado con oro, usando una celda de acrílico transparente con un cátodo de acero inoxidable AISI 314, un ánodo DSA de titanio y un ...
Técnicas, métodos y herramientas para la planeación y programación de procesos discontinuos en la industria química

Palomino Velasco, Marta Lucía (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA QUIMICA, 2019)

En la presente revisión crítica se propone una clasificación de las técnicas utilizadas para programar la operación de los procesos discontinuos empleados en la industria química y se analizan los modelos y los métodos ...
Tratamiento combinado de disolución de magnesio y floculación en un drenaje ácido de una mina de carbón

Suaterna Ortíz, Nhora Yamilet (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAMAESTRÍA EN INGENIERÍA-ÉNFASIS EN INGENIERÍA QUÍMICA, 2015)

Los drenajes ácidos de minas de carbón (DAM) surgen de la actividad minera mediante oxidación de la pirita (Fe2S), y se incorporan a las fuentes hídricas por escorrentía o descarga directa, lo que ocasiona la acidificación ...
Tratamiento de Lixiviados por electrodisolución de magnesio y heterocoagulación alcalina

Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús; Pinzón, María Helena; Álvarez Pugliese, Christian Eduardo; Donneys Victoria, Dayana; Cobo Muriel, Diana Patricia (2018-04-20)

Durante el año 2008 se generaron en Colombia cerca de 25 000 toneladas diarias de residuos sólidos y aproximadamente el 91% de estos desechos se dispusieron en rellenos sanitarios y plantas integrales de tratamiento. En ...

Envíos recientes

Caracterización y valorización del lodo generado en el tratamiento electrolítico de Vinazas

Barba Ho, Luz Edith | 2018

La vinaza es el principal subproducto líquido resultante del proceso de producción industrial de etanol anhidro y representa un riesgo medioambiental debido a sus características físicas y químicas. En este estudio se utilizó el proceso de tratamiento por extracción con solvente y electrodisolución heterocoagulación para determinar la reducción de contaminantes en la vinaza cruda y determinar la cantidad y calidad del subproducto generado (lodo) y su valorización. El seguimiento de las muestras tratadas se llevó a cabo por medio de parámetros como la demanda química de oxígeno (DQO), pH, carbono orgánico total (COT), sólidos suspendidos totales (SST), entre otros. La electrodisolución heterocoagulación mostró reducciones de COT entre 23%- 24%, SST entre 8%-90% y remoción de lodo entre 4,7-10,9 gramos, por lo cual, se decidió estudiar la extracción con solvente como alternativa para mejorar la producción de lodos; este tratamiento presentó remociones de SST entre el 79%-96% y el lodo obtenido se evaluó con respecto a características fisicoquímicas y microbiológicas: conductividad eléctrica, humedad, contenido de cenizas, análisis elemental, capacidad de intercambio catiónico, entre otras. Los lodos producidos en la extracción con solvente reportaron no ser aptos para pirólisis debido a su bajo poder calorífico superior de 3.991 BTU/lb seco, lo que implica un secado previo a su aprovechamiento aumentando los costos energéticos de la operación. Por otra parte, el lodo posee un alto potencial de aprovechamiento (Contenido de Nitrógeno: 2,49%, Potasio:6,49% y Calcio: 11,4%) y podría emplearse en compostaje, vermicompost o como fertilizante y enmienda orgánica si se corrigen parámetros como pH, carbono orgánico oxidable total y relación Carbono/Nitrógeno con adiciones de residuos agricolas, cascarilla de arroz, entre otros.

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Electro-oxidación de melanoidinas con electrodos de diamante dopado con boro

Alvarez Pugliese, Christian Eduardo | 2014

Se estudiaron condiciones de operación en el tratamiento de soluciones de melanoidinas sintéticas, mediante el proceso de Electro-oxidación (EO) con electrodos de diamante dopado con boro (BDD) a escala piloto, en el reactor CONDIACELL® del grupo de Investigación de Procesos Avanzados para Tratamientos Químicos y Biológicos (GAOX) de la Universidad del Valle. Se trató un volumen de solución de 40 litros en flujo turbulento, con un número de Reynolds de 21.200, así mismo se evaluaron dos densidades de corriente (50 y 100 mA/cm2), el efecto del Na2SO4 como electrolito soporte a dos concentraciones 6,8 y 12 g/L y el efecto del DQO inicial (764 y 1.032 mg/L). Las muestras tratadas se analizaron mediante la determinación de DQO, COT y espectroscopia UV, los resultados muestran que a mayores concentraciones del electrolito aumentan los valores de la reducción de COT, DQO y de absorbancia, evidenciando el efecto positivo de esta variable en el proceso a las condiciones evaluadas; Los mejores resultados de reducción de color, COT y DQO fueron de 79,6%, 40,0% y 58,8% respectivamente con un consumo eléctrico de 20,8 kWh/m3.

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Electrodisolución de magnesio en una celda electrolítica agitada

Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús | 2015

Los lixiviados que se producen en los rellenos sanitarios acarrean consigo una gran carga de contaminantes, entre ellos el amonio. Para reducir los contenidos de amonio en los lixiviados se dispone de una alternativa que consiste en precipitarlo como una sal insoluble llamada estruvita ((MgNH4PO46H2O), este proceso requiere la presencia de Mg2+, motivo por el cual los investigadores han buscado métodos para suministrarlo. En este estudio se evaluó el desempeño de la dosificación electroquímica de Mg2+ frente a variaciones en la carga suministrada (C/L), la agitación (rpm), la conductividad de la solución modificada mediante la adición de NaCl, el pH y la densidad de corriente (J), empleando un electrodo de aleación de magnesio AZ31 como ánodo. Se simuló computacionalmente la dinámica de fluidos al interior de la celda lo que ayudó en la selección de los niveles de agitación. La concentración de Mg2+ dosificado se midió en ppm mediante absorción atómica, el desempeño del proceso se midió como ppm Mg2+/kWh y se encontró que éste es fuertemente influenciado por el consumo del agitador teniendo en cuenta que se usó un agitador tipo turbina de 3 aspas, que se situó a una distancia desde el fondo de la celda igual a 1/3 del diámetro de la misma, el desempeño más alto se encontró a condiciones de 300 rpm, 3.5 mA/cm2 y 2500 C/L. A estas condiciones el consumo por electrodisolución fue de 1.31 kWh/m3.

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Integración energética entre flemaza, vinaza y condensados de vinaza en la destilería Mayagüez S.A.

Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús | 2015

En el 2011 los ingenios azucareros del valle geográfico del río Cauca produjeron cerca de 341.19 millones de litros de bioetanol. En este proceso se generaron entre 9 y 14 litros de vinaza por litro de etanol (Clavijo, Sanabria, & Rodríguez, 2012). Mediante procesos de recirculación y evaporación, la vinaza se concentra hasta una relación de 1 a 3 litros por litro de etanol, y se utiliza para elaborar fertilizantes líquidos e hidratar pilas de compostaje. Sin embargo, la evaporación es una operación que involucran un elevado gasto energético, lo cual ha motivado a establecer alternativas para incrementar los niveles de concentración de vinaza en los evaporadores y cuantificar el calor aprovechable al llevar a cabo la integración energética entre condensados de vinaza, flemaza y vinaza en la destilería de Mayagüez, la cual produce 250,000 litros de etanol por día. Para esto, se realizó una simulación computacional de las etapas de precalentamiento del vino y concentración de vinaza en Aspen Plus. Se simuló un caso base (proceso actual de concentración de vinaza) y se estudiaron distintas alternativas de integración térmica, las cuales fueron implementadas en la planta real, disminuyendo así, el consumo específico de vapor de 2.11 a 2.08 kg por cada litro de etanol rectificado e incrementando la tasa de evaporación de condensados de vinaza de 0.92 a 0.94 kg masa evaporada por kilogramo de vapor consumido. Se encontró que la destilería de Mayagüez ahorraría 1,576.78 millones de kcal/años equivalentes a $ 65,630,000/año con la implementación de la alternativa 2.

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Precipitación de amonio en lixiviados de relleno sanitario empleando óxido de magnesio

Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús | 2015

El lixiviado es el principal efluente líquido de los rellenos sanitarios y es capaz de producir graves afectaciones en su entorno por su contenido de contaminantes. Uno de ellos es el amonio que puede conducir a la eutrofización de las aguas. Por medio del presente estudio se evaluó la precipitación de amonio en un lixiviado procedente del relleno sanitario San Bernardo (Nariño) empleando MgO y H3PO4; para esto se varió la temperatura, la relación molar de iones (Mg2+:NH4+:PO43-) y el pH. Se realizó una curva de variación del Mg2+ disuelto respecto al tiempo para fijar un periodo conveniente de disolución del MgO en H3PO4 como una etapa previa al proceso de precipitación (cristalización). La variable de respuesta durante las cristalizaciones fue el contenido de amonio en los sobrenadantes, también se llevó registro de la turbidez y el color real. Se logró una reducción del 83.4 % en el contenido de amonio acompañada de disminuciones del 81% y 25% para la turbidez y el color, respectivamente.

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Recuperación de complejos aurocianurados por elución electroquímica de carbón activado

Alvarez Pugliese, Christian Eduardo | 2013

En esta investigación se estudió una técnica de elución electroquímica de carbón activado cargado con oro, usando una celda de acrílico transparente con un cátodo de acero inoxidable AISI 314, un ánodo DSA de titanio y un separador acrílico, y se trabajó con regeneración catódica (El carbón activado granular (CAG) se ubicó entre el separador acrílico y el cátodo). Se realizaron pruebas preliminares donde se varió la densidad de corriente j (12 y 24 mA/cm2), tiempo de elución (4 y 8 horas), y electrolito soporte (NaOH y NaOH+Na2SO4) con una concentración del 2% p/v. Los ensayos finales se realizaron a 24 mA/cm2, 4 horas de elución y con NaOH como electrolito soporte, ya que a estas condiciones se obtuvo el mayor porcentaje de desorción (32%) en las pruebas preliminares. Se varió la concentración de electrolito (2% y 5% p/v). Finalmente se realizaron dos ciclos de adsorción-desorción-adsorción (ADA) usando dos configuraciones de celda; la configuración establecida para los ensayos preliminares y finales (configuración con agitación) y, la configuración de celda con recirculación de electrolito soporte. La desorción se trabajó a 24 mA/cm2, 4 horas y NaOH al 2% p/v como electrolito soporte, concentración que arrojó el mayor porcentaje de desorción (33%) en los ensayos finales. Los porcentajes de desorción y regeneración obtenidos en el ciclo ADA fueron de 34% y 29% para la configuración de celda con agitación, y de 58% y 49% para la celda con recirculación, respectivamente.

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Técnicas, métodos y herramientas para la planeación y programación de procesos discontinuos en la industria química

Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús | 2019

En la presente revisión crítica se propone una clasificación de las técnicas utilizadas para programar la operación de los procesos discontinuos empleados en la industria química y se analizan los modelos y los métodos usualmente utilizados. De acuerdo con el tipo de producción se abordaron: plantas con múltiples equipos operando en paralelo pero con una única etapa de procesamiento, plantas con múltiples etapas de procesamiento (plantas multiproducto) y plantas multipropósito. Igualmente, se analizan los aportes de los principales autores que han realizado modelos de integración de los servicios industriales (calor, vapor, electricidad, etc.) en los procesos discontinuos con el fin de maximizar el rendimiento y reducir los costos. Finalmente, se analizan las ventajas de emplear el software especializado GAMS para resolver los modelos que típicamente se encuentran en la programación de operaciones en las plantas químicas industriales.

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Tratamiento combinado de disolución de magnesio y floculación en un drenaje ácido de una mina de carbón

Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús | 2015

Los drenajes ácidos de minas de carbón (DAM) surgen de la actividad minera mediante oxidación de la pirita (Fe2S), y se incorporan a las fuentes hídricas por escorrentía o descarga directa, lo que ocasiona la acidificación del agua, la disolución de metales y un incremento en el contenido de sulfatos. Los estudios actuales para su tratamiento aún son limitados y se desconoce el efecto de la concentración de Mg2+ y el pH en un proceso de floculación. Por ello, se evaluó un tratamiento combinado de disolución de Mg2+ que empleó limadura de aleación AZ31 y oxidación con H2O2, seguido de una etapa de floculación; como una alternativa que busca disminuir el color real, la turbidez y la concentración de sulfatos, Fe, Mn y Zn. Se empleó un diseño compuesto central 22 rotable con puntos estrella, los niveles para la concentración de Mg2+ fueron 75 ppm y 225 ppm, y para el pH de floculación 9.5 y 10.5. Se utilizó un reactor discontinuo de 250 mL con agitación magnética, una concentración fija de polímero de 5 ppm, y de H2O2 de 50 ppm. El sobrenadante se analizó usando espectrofotometría de absorción atómica, UVVis y nefelometría. La primera técnica buscó cuantificar la concentración total de Fe, Mn y Zn. La segunda, permitió determinar el color real y cuantificar los sulfatos, y la tercera evaluó la turbidez. Con 75 ppm de Mg2+ y un pH de 10.5 se alcanzó una concentración de Mn <0.072 ppm y de Zn <0.024 ppm. Se evidenció una disminución de 99.9% en la concentración de Fe, 97.9% en el color real, 96.0% en la turbidez y 96.2% en el contenido de sulfatos. El costo del tratamiento fue $3918/m3 de DAM, con un consumo de Ca(OH)2 de 3313 ppm y una disminución del 21% en el volumen del lodo

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Tratamiento de Lixiviados por electrodisolución de magnesio y heterocoagulación alcalina

Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús | 2018-04-20

Durante el año 2008 se generaron en Colombia cerca de 25 000 toneladas diarias de residuos sólidos y aproximadamente el 91% de estos desechos se dispusieron en rellenos sanitarios y plantas integrales de tratamiento. En los últimos años la problemática de los lixiviados provenientes de rellenos sanitarios ha alcanzado gran divulgación a nivel nacional e internacional, en la medida que se fortalecen las regulaciones ambientales para el control de este efluente líquido. Debido a esto, en la región, a mediados del 2008 fue clausurado el relleno sanitario de Navarro (Cali), mientras que en el nuevo relleno sanitario (Yotoco) hasta septiembre del año 2011 no se había logrado cumplir con “la reducción de contaminantes, especialmente nitrógeno amoniacal” establecido por la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca (CVC), lo que deriva en la recirculación y acumulación de lixiviados en las lagunas de oxidación. Los tratamientos tradicionales, que incluyen acoples fisicoquímicos y biológicos, han demostrado desempeños satisfactorios en la reducción de demanda química de oxígeno (DQO), carbono orgánico total (COT), demanda biológica de oxígeno (DBO) y contenido de metales pesados; siempre y cuando se trate de lixiviados biodegradables provenientes de rellenos jóvenes. Sin embargo, estos procesos presentan limitaciones para remover el amonio presente en estos efluentes por lo que existe la necesidad de continuar en la búsqueda de métodos alternativos para el tratamiento. Una posibilidad es conseguir que el amonio precipite a pH alcalino en forma de estruvita (NH4)MgPO4·6H2O, con la precipitación simultánea de Mg(OH)2, dosificando cationes de magnesio por vía electrolítica. Para ello se realizaron estudios electroanalíticos que permitieron determinar las condiciones adecuadas para la electrodisolución activa del magnesio en el lixiviado. Adicionalmente, se encontró el efecto de la carga eléctrica específica (A-h/L), el pH y la temperatura sobre la cantidad de iones magnesio obtenidos. Asimismo, se determinó el efecto del pH, temperatura, concentración de magnesio y concentración de fosfato durante la heterocoagulación del lixiviado. Finalmente, se realizó un acople de los dos procedimientos y se estableció que el proceso presenta un desempeño integrado en términos de remoción de demanda química de oxigeno (DQO) cercana al 11%, carbono orgánico disuelto (COD) de aproximadamente 35% y de nitrógeno amoniacal que se aproxima al 93%.

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