INACAP PUERTO MONTTIngeniera en Prevencin de Riesgos,Calidad y AmbienteResiduos LquidosUnidad: Gestin de Residuos Lquidos

Adsorcin en Carbn Activado

Integrantes:Yudith MillapelDiego RyanRudy VargasFecha: 08/10/2014 Profesora: Soledad Rivera.

ndice

Introduccin3El carbn activado como adsorbente4Carbn en polvo5Carbn en grano5La tecnologa6Descripcin del proceso7Activacin de un carbn7Ventajas, Desventajas y Costos asociados. 8Conclusion............... 9Bibliografa10

Introduccin

La adsorcin es un proceso de separacin y concentracin de uno o ms componentes de un sistema sobre una superficie solida o liquida. Este proceso es uno de los ms utilizados dentro de los sistemas de tratamiento terciario de las aguas residuales, ya que se emplea para retener contaminantes orgnicos presentes en concentraciones bajas, lo que dificulta su eliminacin por otros procedimientos. Los adsorbentes ms empleados son el gel de slice, la aluminia y el carbn activado. Esta ltima es particularmente interesante para la eliminacin de compuestos polares y adems son muy fciles de regenerar. Es el adsorbente ms ampliamente utilizado para el tratamiento de aguas residuales.En el siguiente trabajo se dar a conocer en que consiste esta tecnologa, su aplicacin, costos, ventajas y desventajas.

El carbn activado como adsorbente

Fuente: 1 carbon. (2010). Qu es el carbn activado?. 2010, de carbotecnia Sitio web: http://carbotecnia.info/carbon%20activado.htmEl carbn activado es un carbn poroso que atrapa compuestos, principalmente orgnicos que se encuentran presentes en un gas o en un lquido. Lo hace con tal efectividad, que es el purificante ms utilizado por el ser humano. Los compuestos orgnicos se derivan del metabolismo de los seres vivos, y su estructura bsica consiste en cadenas de tomos de carbono e hidrogeno. Entre ellos se encuentran todos los derivados del mundo vegetal y animal, incluyendo el petrleo y los compuestos que se obtienen de l. Despus de la filtracin, existen muchos procesos de purificacin utilizando el carbn, entre ellas estn: Potabilizacin de agua: el carbn retiene plaguicidas, grasas, aceites, detergentes, subproductos de la desinfeccin, toxinas, compuestos que producen color, compuestos originados por la descomposicin de algas y vegetales o por el metabolismo de animales. Deodorizacin y purificacin de aire: por ejemplo, en respiradores de cartucho, sistemas de recirculacin de aire en espacios pblicos, venteos de drenajes y plantas de tratamiento de agua, casetas de aplicacin de pinturas, espacios que almacenan o aplican solventes orgnicos. Tratamiento de personas con intoxicacin aguda: el carbn activado se considera el antdoto ms universal, y se aplica en salas de urgencias y hospitales. Refinacin de azcar: el carbn retiene las protenas que dan color al jugo de caa; el objetivo fundamental de este proceso es evitar que el azcar fermente y se eche a perder. Decoloracin de aceites vegetales, glucosa de maz y otros lquidos destinados a la alimentacin. Decoloracin y deodorizacin de bebidas alcohlicas: como vinos de uva y destilados de cualquier origen. Recuperacin de oro: el oro que no se puede separar de los minerales por los procesos de flotacin, se disuelve en cianuro de sodio y se adsorbe en carbn activado.

El carbn activo se utiliza en forma de grnulos, de pastillas, o en polvo. El dimetro de las partculas del carbn en polvo es generalmente inferior a 0,1 mm, siendo normales carbones en polvo con partculas comprendidas entre 10 y 50 micras, mientras que en los carbones granulares comerciales el tamao medio de partcula varia usualmente ente 0,2 y 1,7 mm.Para los carbones granulares, las propiedades fsicas ms importantes son la dureza y el tamao de la partcula.

Carbn en polvo

El carbn en polvo generalmente se utiliza en combinacin con los tratamientos de clarificacin. Inyectando de forma continua en el agua con los reactivos de floculacin, se introduce en los floculas y luego se extrae del agua con ellos. Ventajas: Los carbones activos en polvo son ms baratos que los carbones en grano. Precisan inversiones reducidas. Es decir, cuando el tratamiento consiste nicamente en la etapa de floculacin-decantacion, basta prever un simple equipo de dosificacin de carbn activo. Su cinetica de adsorcin es rpida, ya que su superficie es fcilmente accesible.Desventajas: Dicho carbn no puede regenerarse cuando se recupera en mezcla con fangos de hidrxidos, por lo que se debe prever la perdida de este material despus de su uso. Cuando se utiliza el carbn solo se puede recurrir a la tcnica de regeneracin en lecho fluidizado, sin embargo conlleva perdidas muy elevadas. Es difcil eliminar las ltimas trazas de impurezas, sin aadir un exceso de carbn activado. El carbn activo en polvo, se utiliza en dosificaciones discontinuas o de pequea importancia.Carbn en granoEl carbn en grano se utiliza en forma de lecho filtrante atravesado por el agua a tratar, cuyas impurezas se someten a una extraccin metdica. En efecto el agua progresivamente liberada de sus contaminantes, encuentra fracciones de carbn activo cada vez menos saturadas.

La tecnologa

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

En relacin al tratamiento de las aguas, el carbn 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 qumica, industria alimentaria y farmacutica. Potabilizacin de aguas. Tratamiento de emisiones atmosfricas. Purificacin de aire y gases.

En resumen, este sistema se debe emplear cuando se desee eliminar contaminantes orgnicos disueltos, tales como: detergentes, colorantes de sntesis solubles, disolventes colorados, sabores y olores, fenoles, derivados aromticos.

Descripcin del proceso

El agua es bombeada dentro de una columna que contiene el carbn activo, esta agua deja la columna a travs de un sistema de drenaje. La actividad del carbn activo de la columna depende de la temperatura y de la naturaleza de las sustancias. El agua pasa constantemente a travs de las columnas, por lo que se produce la acumulacin de sustancias en el filtro. Por esta razn el filtro necesita ser sustituido peridicamente. Un filtro usado se puede regenerar de diversas maneras, el carbn granular puede ser regenerado fcilmente oxidando la materia orgnica. La eficacia del carbn activo disminuye en una 5% y 10%. Una parte pequea del carbn se destruye durante el proceso de la regeneracin y debe ser sustituida. La tecnologa de adsorcin utilizando carbn activado es altamente eficiente, alcanzando entre 95% y 99%.

Activacin de un carbn

El carbn puede activarse mediante procesos trmicos o qumicos. Los procesos trmicos consisten provocar una oxidacin parcial del carbn, para lograr que se formen los poros, pero evitando que se gasifique y se pierda ms carbn del necesario. Los procesos qumicos parten de la materia prima antes de carbonizarse. Los reactivos agentes deshidratantes que rompen las uniones que ligan entre s 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 AsociadosVentajas

Especial para remocin de mal olor, sabor o color desagradable. Remueve plaguicidas y compuestos orgnicos voltiles. Gran capacidad de remocin. Econmicos. Fciles de operar y mantener. Su uso es ampliamente usado.

Desventajas

Mantenimiento frecuente. Esta tecnologa no destruye los contaminantes y eventualmente se requiere de otra tecnologa que si lo haga. Generan residuos que deben ser dispuestos en vertederos controlados.

Costos Asociados

Los costos del carbn 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 especficos usados en la industria farmacutica.

Los costos de tratamiento por metro cbico dependen directamente del caudal de tratamiento, del tipo de carbn utilizado (domstico, industrial, farmacutico), del tipo del contaminante y de su concentracin inicial. Sin embargo, para una evaluacin inicial, la mayor sensibilidad de costos se logra mediante la variacin del caudal de tratamiento.

Conclusin

El uso del carbn activado brinda una gran eficiencia en la eliminacion de los contaminantes de las aguas residuales si bien su costo es elevado y su implementacin requiere de columnas y otras modificaciones a largo plazo la inversin es recuperada.

Adems 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 orgnicos disueltos, como: detergentes, colorantes de sntesis solubles, disolventes colorados, sabores y olores, fenoles, derivados aromticos.

Bibliografa

1. C. Apelsa. (2004). Qu es carbon activado?. 2004, de apelsa carbones Sitio web: http://www.carbonapelsa.com.mx/pages/spanish/carbonactivado.html

2. 1 carbon. (2010). Qu es el carbn activado?. 2010, de carbotecnia Sitio web: http://carbotecnia.info/carbon%20activado.htm

3. Wastewater Engineering; Metcalf & Eddy; tercera edicion; 1991; pgina 317

4. Fundacin Chile. (2005). TECNOLOGAS DE ADSORCIN CON CARBON ACTIVADO. 2005, de Sinia Sitio web: http://www.sinia.cl/1292/articles-49990_01.pdf

5. Redaccin Ambientum. (2003). Carbn activo en el tratamiento de aguas. 2003, de revista ambientum Sitio web: http://www.ambientum.com/revista/2003_03/CARBON.htm