{"id":134072,"date":"2022-03-25T13:26:19","date_gmt":"2022-03-25T12:26:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/?p=134072"},"modified":"2022-03-25T13:26:19","modified_gmt":"2022-03-25T12:26:19","slug":"hacia-una-gestion-sostenible-de-los-fangos-de-refineria-aplicacion-de-un-proceso-fenton","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/2022\/03\/25\/134072","title":{"rendered":"HACIA UNA GESTI\u00d3N SOSTENIBLE DE LOS FANGOS DE REFINER\u00cdA: APLICACI\u00d3N DE UN PROCESO FENTON"},"content":{"rendered":"

Investigadores del Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental<\/a> (GIQA) de la URJC han realizado un estudio en el marco del Plan de Acci\u00f3n de Econom\u00eda Circular de la Uni\u00f3n Europea proponiendo un tratamiento tipo Fenton para la gesti\u00f3n de fangos de refiner\u00eda con el objetivo de la valorizaci\u00f3n de cada una de sus fases.<\/p>\n

Isabel Pariente – Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental – URJC<\/em><\/p>\n

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Hoy en d\u00eda, la industria de la refiner\u00eda genera grandes cantidades de residuos peligrosos (Sivagami et al., 2019). Los fangos aceitosos se producen en los fondos de los tanques de petr\u00f3leo crudo, en emulsiones de aceite residual, en los separadores de agua\/petr\u00f3leo (API) y en las plantas de tratamiento de aguas residuales de las propias refiner\u00edas (Jafarinejad and Jiang, 2019). Debido a su composici\u00f3n, formada por compuestos t\u00f3xicos, la disposici\u00f3n inadecuada de los fangos conlleva graves riesgos ambientales, como la contaminaci\u00f3n del suelo, las aguas subterr\u00e1neas y el aire (Jasmine and Mukherji, 2015). Por ello, actualmente es muy demandado el desarrollo de tecnolog\u00edas para tratarlo y valorizarlo adecuadamente en el marco de la econom\u00eda circular y la sostenibilidad (Sivagami et al., 2019).<\/p>\n

T\u00edpicamente, el tratamiento de fangos se basa en la separaci\u00f3n de fases por espesamiento (utilizando un espesador por gravedad) o centrifugaci\u00f3n, y luego deshidrataci\u00f3n y almacenamiento antes de su disposici\u00f3n final. Actualmente, se han desarrollado varias tecnolog\u00edas con el objetivo de mejorar la separaci\u00f3n de la fase aceitosa mediante extracci\u00f3n con disolventes (Taiwo and Otolorin, 2009) o congelaci\u00f3n-descongelaci\u00f3n (Hu et al., 2015). Adem\u00e1s, tambi\u00e9n se han propuesto algunos m\u00e9todos de eliminaci\u00f3n, como la incineraci\u00f3n o la estabilizaci\u00f3n\/solidificaci\u00f3n (Hu et al., 2013), para gestionar los fangos de refiner\u00eda. Sin embargo, estas tecnolog\u00edas no evitan el riesgo ambiental asociado, por lo que a\u00fan se requiere el desarrollo de nuevas estrategias.<\/p>\n

Los fangos de refiner\u00eda est\u00e1n formados en su composici\u00f3n por diversos metales, como Fe, Al, Ca, Cu, Zn, que podr\u00edan ser potenciales catalizadores para reacciones de tipo Fenton (Zhang et al., 2014), lo que hace innecesaria la adici\u00f3n de un catalizador adicional, y reduciendo, por tanto, los costes de operaci\u00f3n. Sin embargo, hasta el momento, este tratamiento catal\u00edtico utilizando los propios metales del fango no ha sido reportado en la bibliograf\u00eda.<\/p>\n

El objetivo del trabajo ha sido 1) oxidar y solubilizar parcialmente los fangos aceitosos, 2) liberar materia org\u00e1nica biodegradable a la fase acuosa, y 3) desestabilizar la emulsi\u00f3n aceite-agua-lodo mejorando as\u00ed la separaci\u00f3n de las tres fases.<\/p>\n

En este trabajo se estudi\u00f3 minuciosamente el efecto de la temperatura y la carga de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, siendo la concentraci\u00f3n de oxidante el par\u00e1metro m\u00e1s cr\u00edtico. A 60 \u00b0C y con 90 g\/L de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, el TOC de la fase l\u00edquida se increment\u00f3 hasta valores de 1336 mg\/L y con un aporte notable de \u00e1cido ac\u00e9tico como compuesto final oxidado (396 mgC\/L). Adicionalmente, los compuestos de nitr\u00f3geno y f\u00f3sforo tambi\u00e9n se disolvieron en la fase acuosa, alcanzando valores de 250 mg\/L y 7 mg\/L para nitr\u00f3geno total Kjeldahl y f\u00f3sforo total, respectivamente.<\/p>\n

Los ensayos de respirometr\u00eda de la fase acuosa despu\u00e9s del tratamiento de Fenton han demostrado un aumento de la biodegradabilidad de hasta un 49 %, lo que hace que esta fase sea adecuada para su posterior procesamiento biol\u00f3gico en el esquema de refiner\u00eda. La reducci\u00f3n del contenido de hidrocarburos totales de petr\u00f3leo(TPHs) (61 %), tambi\u00e9n ha mejorado la sedimentabilidad del efluente tratado (reduciendo el tiempo de succi\u00f3n capilar \u2013CST- en aprox. 88 %).<\/p>\n

La apariencia f\u00edsica del lodo cambi\u00f3 antes y despu\u00e9s del pretratamiento, como se muestra en la Figura 1. La muestra de lodo de refiner\u00eda era un fluido viscoso, negro, similar al crudo de petr\u00f3leo. Tras el tratamiento Fenton en las condiciones \u00f3ptimas obtenidas en este estudio (60 \u00b0C y 90 g\/L de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno), el fango fue f\u00e1cilmente sedimentable y las tres fases se separaron perfectamente.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figura 1. Aspecto del lodo aceitoso antes (a) y despu\u00e9s (b) del pretratamiento Fenton a 60 \u00b0C y 90 g\/L de concentraci\u00f3n inicial de H2<\/sub>O2<\/sub>.<\/p>\n

Los radicales hidroxilo generados en las reacciones de Fenton inducen la descomposici\u00f3n del fango aceitoso y destruyen la emulsi\u00f3n (Sun et al., 2020). Como se puede ver en la Figura 1, despu\u00e9s del tratamiento Fenton, se podr\u00eda aplicar un proceso de sedimentaci\u00f3n por gravedad convencional, y evitar el elevado coste asociado con la centrifugaci\u00f3n utilizada actualmente en refiner\u00eda.<\/p>\n

Las conclusiones extra\u00eddas de este estudio son las siguientes (Jerez et al., 2022):<\/p>\n

1) El tratamiento Fenton da lugar a la reducci\u00f3n de los hidrocarburos totales de petr\u00f3leo, al mismo tiempo que produce una solubilizaci\u00f3n del TOC en el medio acuoso.<\/p>\n

2) Los ensayos de respirometr\u00eda demostraron la mejora de la biodegradabilidad de la fase acuosa, fundamentalmente debido al aumento de la concentraci\u00f3n de \u00e1cido ac\u00e9tico, que puede servir como fuente de carbono para los microorganismos.<\/p>\n

3) El tratamiento Fenton puede descomponer la emulsi\u00f3n estable y mejorar la separaci\u00f3n s\u00f3lido-l\u00edquido.<\/p>\n

Por lo tanto, el presente estudio demuestra la viabilidad de la oxidaci\u00f3n Fenton para el tratamiento de fangos de refiner\u00eda, brindando as\u00ed una opci\u00f3n alternativa para la gesti\u00f3n sostenible de este residuo peligroso.<\/p>\n

REFERENCIAS<\/strong><\/p>\n

Hu, G., Li, J., Hou, H., 2015. A combination of solvent extraction and freeze thaw for oil recovery from petroleum refinery wastewater treatment pond sludge. J. Hazard. Mater. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jhazmat.2014.10.028<\/p>\n

Hu, G., Li, J., Zeng, G., 2013. Recent development in the treatment of oily sludge from petroleum industry: A review. J. Hazard. Mater. 261, 470\u2013490. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jhazmat.2013.07.069<\/p>\n

Jafarinejad, S., Jiang, S.C., 2019. Current technologies and future directions for treating petroleum refineries and petrochemical plants (PRPP) wastewaters. J. Environ. Chem. Eng. 7, 103326. https:\/\/doi.org\/10.1016\/J.JECE.2019.103326<\/p>\n

Jasmine, J., Mukherji, S., 2015. Characterization of oily sludge from a refinery and biodegradability assessment using various hydrocarbon degrading strains and reconstituted consortia. J. Environ. Manage. 149, 118\u2013125. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jenvman.2014.10.007<\/p>\n

Jerez, S., Ventura, M., Molina, R., Mart\u00ednez, F., Pariente, M.I., Melero, J.A., 2022. Application of a Fenton process for the pretreatment of an iron-containing oily sludge: A sustainable management for refinery wastes. J. Environ. Manage. 304. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jenvman.2021.114244<\/p>\n

Sivagami, K., Anand, D., Divyapriya, G., Nambi, I., 2019. Treatment of petroleum oil spill sludge using the combined ultrasound and Fenton oxidation process. Ultrason. Sonochem. 51. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ultsonch.2018.09.007<\/p>\n

Sun, Z., Chen, X., Yang, K., Zhu, N., Lou, Z., 2020. The progressive steps for TPH stripping and the decomposition of oil refinery sludge using microbubble ozonation. Sci. Total Environ. 712. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.scitotenv.2019.135631<\/p>\n

Taiwo, E.A., Otolorin, J.A., 2009. Oil recovery from petroleum sludge by solvent extraction. Pet. Sci. Technol. https:\/\/doi.org\/10.1080\/10916460802455582<\/p>\n

Zhang, J., Li, J., Thring, R.W., Hu, G., Liu, L., 2014. Investigation of Impact Factors on the Treatment of Oily Sludge using a Hybrid Ultrasonic and Fenton\u2019s Reaction Process. Int. J. Environ. Pollut. Remediat. https:\/\/doi.org\/10.11159\/ijepr.2014.006<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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