Eliminación de vapores de xileno presentes en una corriente de gas en un biofiltro percolador

Abstract

El presente trabajo de investigación evaluó la eliminación de vapores de xileno presentes en una corriente de aire a través de dos biofiltros percoladores (BTF´s) operados en paralelo a escala banco y alimentados en contracorriente. El primer biofiltro percolador (BTF1) fue empacado con una esponja porosa de plástico de poliuretano mientras que el segundo (BTF2) con anillos de plástico de polipropileno. Ambos BTF´s fueron inoculados con un consorcio microbiano de una industria papelera. Los BTF´s fueron operados continuamente durante 24 horas diarias con concentraciones de entrada de 0.43, 1.30, 3.04 y 5.64 gm-3 de xileno a una tasa de flujo de gas de 0.26 m3h-1 y un tiempo de residencia del gas de 90 s. Las eficiencias de eliminación del BTF1 fueron 83.33; 93.94; 93.10 y 72.46% para concentraciones de entrada de 0.43, 1.30, 3.04 y 5.64 gm-3 de xileno. El BTF2 obtuvo eficiencias de eliminación de 83.33; 82.69; 75.64 y 74.00% para iguales concentraciones de alimentación que el BTF1. Se presentó un disminución del BTF2 de 11.25 y 17.46% respecto al BTF1 para concentraciones de entrada de 1.30 y 3.04 gm-3 de xileno, lo que indica que un aumento en la concentración de entrada disminuye la eficiencia de eliminación. Por otra parte, se observó una máxima capacidad de eliminación de 157.35 y 154.97 gm-3h-1 en ambos BTF´s para una carga de entrada de 225.78 gm-3h-1. En cuanto a la caída de presión el BTF1 durante las dos primeras fases de operación, es decir, para cargas contaminantes de 17.37 a 52.1 gm-3h-1 estuvo por encima de las del BTF2 experimentando valores de 130.75 a 533.9 Pa m-1; mientras en las dos fases restantes, es decir, para cargas contaminantes de 121.57 a 225.78 gm-3h-1 el BTF2 experimentó mayores caídas de presión comparada con la del BTF1 con valores de 828.09 a 1198.55 Pa m-1; observándose un taponamiento del BTF2 seguido de una disminución en la eficiencia de eliminación; se empleó el lavado de los platos distribuidores como estrategia para resolver este problema. El comportamiento del crecimiento de biomasa en la sección inferior durante las dos primeras fases de operación para el BTF1 varió de 0.015 a 0.028 gSSV/gmedio; mientras para el BTF2 varió de 0.026 a 0.038 gSSV/gmedio; una disminución del 22% en la concentración de biomasa se observó en el BTF2 a partir de la tercera fase de operación en la sección superior, luego del lavado manual de los platos distribuidores del BTF2. Acorde con lo anterior, los resultados de las variables operacionales estudiadas, además de las capacidades de eliminación y las eficiencias de eliminación obtenidas en el presente trabajo de investigación, demuestran que los biofiltros percoladores son una tecnología eficiente para el manejo de grandes volúmenes de aire (10 ¿ 300000 m-3h-1) con bajas concentraciones (0 ¿ 8.3 gm-3) (Govind 2009), económica y ambientalmente limpia; que puede convertirse en uno de los mejores métodos disponibles para el tratamiento de corrientes de aire contaminados con diversos compuestos volátiles, para elevar su escala a nivel industrial