APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 1 CORPORACION AUTONOMA REGIONAL DE CUNDINAMARCA - CAR DIRECCIÓN DE EVALUACIÓN, SEGUIMIENTO Y CONTROL AMBIENTAL – DESCA Realizado: ALEJANDRO CERON GUERRERO 2021 APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 2 Bogotá, D.C. TABLA DE CONTENIDOS 1. 2. 3. 4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 5 6. 7 8 9 10 11 OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECIFICOS ALCANCE DEFINICIONES APROVECHAMIENTO y VALORIZACION CELDA DE SEGURIDAD DISPOSICION FINAL RIESGO AMBIENTAL REMEDIACION TRATAMIENTO ULTRAFILTRACION ANTECEDENTES NORMATIVIDAD EN COLOMBIA TRATAMIENTO CORRIENTE Y29: Compuestos de Mercurio TRATAMIENTO CORRIENTE Y Y21 Compuestos de Cromo TRATAMIENTO CORRIENTE A1180 TRATAMIENTO CORRIENTE Y21: Compuestos de plomo TRATAMIENTO CORRIENTE Y23: Compuestos de zinc 5 5 5 6 6 6 6 6 APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 3 LISTA DE TABLAS Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4 Tabla 5 Tabla 5 Alternativas de aprovechamiento de RESPEL Tecnología innovadora para tratamiento RESPEL Proyectos de aprovechamiento y valorización de RESPEL Normatividad en Colombia Tecnologías para tratamiento de aguas contaminadas con mercurio Componentes pilas primarias 6 9 10 11 15 28 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Celda de seguridad 6 APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 4 Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 4 Figura 5 Figura 6 Ultrafiltración Ciclo de contaminación por Mercurio Fuentes de contaminación por Cromo 6 1- OBJETIVOS GENERALES 1.1. Identificar alternativas de aprovechamiento y valorización de corriente de RESPEL en proceso de ser dispuestos en celdas de seguridad en concordancia APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 5 con la línea estratégica 2 del PGIRESPEL de la CAR: APROVECHAMIENTO Y TRATAMIENTO DE RESPEL consagrada en el acuerdo CAR 045 de 2019. 2- OBJETIVOS ESPECIFICOS 2.1. Revisión e identificación de tecnologías e información importante e innovadora para el tratamiento de RESPEL. 2.2. Revisión e identificación de información concerniente a valorización y aprovechamiento de RESPEL. 3. ALCANCE Este documento presenta el resultado de una investigación en tecnología e información a fin de articular un espacio de búsqueda de información y desarrollos innovadores e importantes en la gestión de las corrientes de RESPEL enumeradas a continuación: CORRIENTE 1 Y29 Mercurio, compuestos de mercurio Hg CORRIENTE 2 Y21 Compuestos de Cromo hexavalente Cr+6 CORRIENTE 3 A1180 Montajes eléctricos y electrónicos de desecho o restos de estos4 que contengan componentes como acumuladores y otras baterías incluidos en la lista A, interruptores de mercurio, vidrios de tubos de rayos catódicos y otros vidrios activados y capacitadores de PCB, o contaminados con constituyentes del Anexo I (por ejemplo, cadmio, mercurio, plomo, bifenilo policlorado) en tal grado que posean alguna de las características del Anexo III (véase la entrada correspondiente en la lista B B1110) centrando la investigación en el tratamiento y aprovechamiento de elementos que contengan mercurio y plomo. CORRIENTE 4 Y31 Plomo y compuestos de plomo Pb CORRIENTE 5 Y23 Compuestos de zinc Zn. La selección de estas 5 corrientes se realiza considerando su alto poder contaminante y afectación a la salud, las cantidades generadas en los años 2019 a 2020, las posibilidades técnicas de aprovechar este tipo de RESPEL en procesos productivos que sean atractivos económicamente para la industria y a su vez protejan y conserven el medio ambiente. El presente documento es un aporte a la gestión que realiza la CAR en los campos de APROVECHAMIENTO Y TRATAMIENTO DE RESPEL y en la INVESTIGACION. 4. DEFINICIONES 4.1 APROVECHAMIENTO y/o VALORIZACION APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 6 Es el proceso de recuperar el valor remanente o el poder calorífico de los materiales que componen los RESPEL. Promover este tipo de manejo hace parte importante de la estrategia de una política de manejo de residuos peligrosos. Dentro de las alternativas de aprovechamiento de RESPEL tenemos la tabla 1, basados en la sección B del ANEXO IV del documento POLITICA AMBIENTAL PARA LA GESTION INTEGRAL DE RESIDUOS O DESECHOS PELIGROSOS. La sección B comprende todas las operaciones con respecto a materiales que son considerados o definidos jurídicamente como desechos peligrosos y que de otro modo habrían sido destinados a una de las operaciones indicadas en la sección A. (7) Tabla 1. Alternativas de aprovechamiento RESPEL. R1 Utilización como combustible (que no sea en la incineración directa) u otros medios de generar energía R2 Recuperación o regeneración de disolventes R3 Reciclado o recuperación de sustancias orgánicas que no se utilizan como disolventes R4 Reciclado o recuperación de metales y compuestos metálicos R5 Reciclado o recuperación de otras materias inorgánicas R6 Regeneración de ácidos o bases R7 Recuperación de componentes utilizados para reducir la contaminación R8 Recuperación de componentes provenientes de catalizadores R9 Regeneración u otra reutilización de aceites usados R10 Tratamiento de suelos en beneficio de la agricultura o el mejoramiento ecológico R11 Utilización de materiales residuales resultantes de cualquiera de las operaciones numeradas de R1 a R10 R12 Intercambio de desechos para someterlos a cualquiera de las operaciones numeradas de R1a R11 R13 Acumulación de materiales destinados a cualquiera de las operaciones indicadas en la sección B 4.2 CELDA DE SEGURIDAD o RELLENO DE SEGURIDAD Infraestructura de ingeniería ubicada en la zona en la cual se realiza la disposición final de los residuos, permite controlar la contaminación que pueden ocasionar los residuos peligrosos a través de una disposición adecuada, evitando que estos se dispersen y puedan generar un problema de salud y al medio ambiente. APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 7 Figura 1. Celda de seguridad 4.3 DISPOSICION FINAL Aislamiento y confinamiento de los RESPEL, en especial los no aprovechables, en lugares especialmente seleccionados, diseñados y aprobados para evitar la liberación de contaminantes que puedan afectar al medio ambiente y la salud humana. En el caso de residuos peligrosos lo más común es el confinamiento en rellenos de seguridad. Esta tecnología consiste en la disposición en el suelo utilizando obras civiles especialmente diseñadas. 4.4 RIESGO AMBIENTAL Riesgo resultante de la exposición a un peligro ambiental potencial. Los peligros ambientales pueden ser químicos específicos o mezclas químicas como el humo del tabaquismo pasivo y el del escape de automóviles. También puede haber otros peligros como gérmenes patógenos, el agotamiento del ozono estratosférico, el cambio climático y la escasez de agua. 4.5 REMEDIACION 4.6 TRATAMIENTO Conjunto de operaciones, procesos o técnicas mediante los cuales se modifican las características de los residuos o desechos peligrosos, teniendo en cuenta el riesgo y grado de peligrosidad de los mismos, para incrementar sus posibilidades de aprovechamiento y/o valorización o para minimizar los riesgos para la salud humana y el ambiente. (4) 4.7 ULTRAFILTRACION Filtración por membranas en la cual la presión hidrostática fuerza un líquido contra una membrana semipermeable. Los sólidos suspendidos y los solutos de alto peso molecular son retenidos, mientras que el agua y los solutos de bajo peso molecular atraviesan la membrana. Este proceso de separación es usado en industria e APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 8 investigación para purificar y concentrar soluciones macromoleculares. La ultrafiltración es aplicada en casos de flujo cruzado o flujo sin salida. Las membranas usadas en la ultrafiltración tienen poros más grandes que las usadas en la nano filtración y la ósmosis inversa (ver figura 9) y es por lo tanto la menos costosa de los tres, es útil para la separación de materiales delicados puesto que es un método que no desnaturaliza en la separación. Figura 2. Ultrafiltración. 5. ANTECEDENTES La dirección de Laboratorios e Innovación Ambiental – DLIA, genero un documento denominado INFORME DE VIGILANCIA TECNOLOGIA E INTELIGENCIA COMPETITIVA SOBRE ALTERNATIVAS PARA EL APROVECHAMIENTO, VALORIZACION Y TRATAMIENTO DE LA GESTIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS (RESPEL), que recopila 5 documentos de tecnología innovadora para el tratamiento de RESPEL, además de 4 proyectos de aprovechamiento y valorización de RESPEL. Un ejemplo de las opciones que se tiene para tratar, aprovechar y valorizar diferentes tipos de RESPEL, que pueden ser aplicados en la jurisdicción de la CAR, luego de evaluar técnica y económicamente cada opción disponible en el mundo. Desde los puntos de vista ambientales, salud, economía y eficiencia de los procesos productivos implementar una tecnología de recuperación y aprovechamiento de RESPEL ofrece grandes ventajas. De igual manera en nuestro continente países como Perú, Brasil, México, Argentina y USA, generan estudios similares para identificar tecnologías y desarrollos innovadores que permitan el tratamiento, aprovechamiento y valorización de los RESPEL. En cada uno de estos países, existen instituciones públicas y privadas que se encargan de realizar estas investigaciones, documentarlas, evaluarlas y socializarlas entre la comunidad científica, la industria, la comunidad educativa y la sociedad civil; algunos ejemplos: México (Universidad Nacional Autónoma de México –UNAM), Perú (Oficina General de Investigación y Transferencia Tecnológica – OGITT), USA (Environmental Protection Agency – EPA), Chile (Comisión Nacional de Medio Ambiente – CONAMA) entre otras. APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 9 TABLA 2 Tecnología innovadora para tratamiento de RESPEL Numero 1 2 3 4 5 TITULO DESCRIPCION Uso de la tecnica solidificacion / estabilizacion empleando residuos de biomasa rica en lignina para tratar metales Tratamiento de residuos pesados. Se evaluaron cemento Portland y peligrosos utilizando compuestos puzolanicos. Aplicación de inmovilazacion con cemento y fibras naturales de desechos ricos pruebas TCLP. https://repositoriotec.tec.ac.cr/bitstream/han en lignina dle/2238/3011/informe_final.pdf?sequence= 1&isAllowed=y Detoxificacion residuos peligrosos mediante tratamientos biologicos y fotocataliticos y su combinacion RFID TECHNOLOG Y FOR HAZARDOUS WASTE MANAGEMENT AND TRACKING. Determinacion de una mezcla optima a incinerar, residuos peligrosos y de manejo especial;para facilitar tratamiento termico y disminuir los niveles de emisiones contaminantes al ambiente. Aplicación de la tecnologia de membranas en el tratamiento de residuos liquidos altamente peligrosos Degradación, mineralización y detoxificación de residuos tóxicos: fenol, formaldehído, resinas fenólicas, 4-nitrofenol y etilenglicol, de manera aislada y combinada, ofreciendo una solución eficiente especialmente en zonas en las cuales los proceso tradicionales no aplcian. https://dialnet.unirioja.es/servlet/tesis?codig o=80006 Sistema de tecnología RFID con 3 componentes: etiquetas, lectores y software operativo. Identificar de manera segura los componentes de un RESPEL y poder realizar seguimiento del material. https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.117 Tratamiento térmico por incineración de una “Mezcla Óptima” de RESPEL, como opción viable ambiental y socioeconomicamente. RESPEL libre de organoclorados y metales pesados. Sistema de oxidacion termica ENVIROCLEAN 500 Analisis de emisiones al aire, al agua y de las cenizas resultantes.https://tesis.ipn.mx/xmlui/bitstre am/handle/123456789/9608/66.pdf?sequen ce=1&isAllowed=y Aplicar tecnología de membranas al tratamiento de desechos líquidos peligrosos de CAR. Se escogieron 2 RESPEL líquidos generados en el Laboratorio de Servicios Químicos y Microbiológicos (CEQIATEC). Antes de usar la membrana, el liquido recibe tratamiento de neutralizacion. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?cod igo=4835858 APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 10 Tabla 3. Proyectos de aprovechamiento y valorización de RESPEL Numero 1 TITULO DESCRIPCION Nanomateriales para transformación catalítica de biomasa y RESPEL a compuestos de alto valor tecnico. Investigacion en 2 etapas probando 2 metales para producir Enviromentally Friendly Paths For nanocatalizadores usados en produccion de Wastes and Biomass Valorization Hiddrogeno y benzaldehido. https://helvia.uco.es/xmlui/handle/10396/19294 seleccionar las alternativas de aprovechamiento y valorización de los residuos peligrosos: 2 tecnicas de aprovechamiento de llantas usadas y 5 alternativas de valorizacion del este RESPEL. 2 Selección de alternativas de aprovechamiento y valorizacion de RESPEL generados en la Industria Colombiana de Llantas S.A. MICHELÍN, PLANTA CHUSACÁ. 3 2 alternativas de valorizacion y aprovechamiento Alternativas de aprovechamiento y de los empaques plasticos de una gran variedad valorización de empaques de productos quimicos farmaceuticos y contaminados con sustancias alimentos. químicas en polvo 4 5 6 7 Alternativas de valorización de lodos secos provenientes de la PTARI. 3 alternativas de valorizacion de estos lodos: vitrificacion, ceramizacion y encapsulamiento. Aplicación en la industria de construccion 3 alternativas de aprovechamiento de este RESPEL con buenas posibilidades tecnicas y Alternativas de aprovechamiento y economicas. 1 opcion de valorizacion como combustible. valorización para el disolvente https://ciencia.lasalle.edu.co/cgi/viewcontent.cgi orgánico no halogenado ?article=1158&context=ing_ambiental_sanitaria Caracterizacion fisicoquimica de pasivos ambientales contaminados con aceites lubricante en la zona CONURBADA VERACRUZBOCA DEL RÍO. Los pasivos ambientales son sitios contaminados por el uso industrial del suelo por un mal manejo de sus residuos peligrosos, donde existe la necesidad de una remediación. Uso de microorganismos. https://www.researchgate.net/publication/340903 396_CARACTERIZACION_FISICOQUIMICA_DE _PASIVOS_AMBIENTALES_CONTAMINADOS_ CON_ACEITES_LUBRICANTES_EN_LA_ZONA _CONURBADA_VERACRUZBOCA_DEL_RIO Evaluacion agua residual de almazara (OMW), residuo generado durante la extracción del aceite de oliva como inductor de la producción de ramnolípidos. Usando un medio que Valorization of agro-industrial contenga como único ingrediente maíz licor wastes towards the production of (10%, v / v), melaza de caña de azúcar (10%, p / v) y OMW (25%, v / v), Pseudomonas RHAMNOLIPIDS aeruginosa # 112. https://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1 822/41308/1/document_37922_1.pdf APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 11 Si bien la tendencia en el manejo de metales pesados como mercurio, cromo y plomo es la disposición final en relleno de seguridad, en los últimos años se han desarrollado tecnologías que buscan recuperar la mayor cantidad de estos metales en diferentes procesos industriales, por su valor, por la dificultad en su obtención y por el mismo grado de contaminación que origina su explotación, purificación y uso como materia prima. En ciertos procesos pueden ser reemplazados por otros compuestos químicos, que también son contaminantes, es el caso de las operaciones de minería en las cuales las amalgamas de mercurio se sustituyen por el uso de cianuros. Otro factor importante para buscar aprovechar, recuperar y valorizar estas corrientes de RESPEL es su constante presencia en elementos como las pilas y las baterías, que son elementos de uso diario y aportan una alta carga contaminante y problemas en su manejo. Ante estas condiciones el aprovechamiento, recuperación y valorización de metales pesados como mercurio, plomo, cromo y zinc toma un creciente interés para los generadores y gestores de estos RESPEL. 6. NORMATIVIDAD EN COLOMBIA La normatividad nacional que rige para el aprovechamiento, valorización y tratamiento de RESPEL, es: Tabla 4. Normatividad Colombia. NORMA Ley 1252 de 2008 Decreto 3930 de 2010 Decreto 4741 de 2005 Resolución 1297 de 2010 Resolución 1362 de 2007 DESCRIPCION Normas prohibitivas en materia ambiental, referentes a los residuos y desechos peligrosos. Reglamenta parcialmente el Título I de la Ley 9 de 1979, así como el Capítulo 11 del Título VI-Parte 11 I- Libro 11 del Decreto Ley 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos. Reglamenta parcialmente la prevención y el manejo de los residuos o desechos peligrosos generados en el marco de la gestión integral. establecen los Sistemas de Recolección Selectiva y Gestión Ambiental de Residuos de Pilas y/o Acumuladores. Procedimiento para el Registro de Generadores de Residuos o Desechos Peligrosos. 7- TRATAMIENTO CORRIENTE Y29 Mercurio, compuestos de mercurio Hg. La contaminación por mercurio género en 2009 la reacción de PNUMA (Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente), para convocar 1 160 gobiernos del APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 12 planeta para dar inicio a un convenio mundial de regulación y control del uso de mercurio. El mercurio y sus compuestos derivados han sido reconocidos en las últimas décadas entre los contaminantes de mayor impacto ambiental y peores consecuencias sobre la salud humana. Prueba de ello son los grandes desastres provocados por contaminación del medio acuático con mercurio en distintos países como Japón, Irak, Sudáfrica o Perú. [UNEP), 2002]. Debido a estas características, el mercurio y sus compuestos están incluidos en la lista de sustancias peligrosas prioritarias de la Directiva Marco relativa al Agua de la Unión Europea (Directiva 2000/60/CE) y posteriormente en la modificación Nº 2455/2001/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 20 de noviembre de 2001.En 2017 entró en vigor el convenio de MINAMATA que impulsa la reducción y eliminación en el uso de mercurio y sus compuestos. El Convenio de Minamata es la respuesta del siglo XXI a la catastrófica contaminación ocurrida en Minamata (Japón), donde las liberaciones industriales de metilmercurio causaron la epidemia conocida como la enfermedad de Minamata en el decenio de los cincuenta y en años posteriores. Las normas y estrategias ambientales buscan reducir el uso de pilas y baterías con mercurio, es innegable que en la práctica estos elementos son de uso común y generan problemáticas ambientales y de salud pública El uso de mercurio en actividades de explotación minera se viene regulando de manera muy estricta desde hace más de 10 años, sin embargo, en nuestro país el uso de este material sigue siendo importante y alarmante. Según IPEN (Red Internacional de Eliminación de Contaminantes Persistentes) la contaminación por mercurio se produce en más de 10 actividades industriales. (8): Minería y explotación de gas. Producción de cloro-álcali Baterías y pilas Bombillas y tubos fluorescentes Pinturas industriales Instrumentos de medición de temperatura Plaguicidas y biocidas Joyería artesanal y refinación de metales. Catalizadores de mercurio usados en la industria química. APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 13 Figura 3. Ciclo contaminación del mercurio Las principales formas en las cuales se presenta el mercurio son: Mercurio metálico: es la forma química menos abundante en la naturaleza Es un metal de color plateado, líquido a temperatura ambiente que corresponde al elemento sin combinar, en estado de oxidación 0. Compuestos inorgánicos de mercurio: entre los que se encuentran sulfuro de mercurio (HgS), cloruro mercúrico (HgCl2), óxido de mercurio (HgO), nitrato de mercurio (HgNO3), etc. Estas especies son mucho más abundantes en la naturaleza. Finalmente, la combinación del mercurio con carbono da lugar a los llamados organomercuriales, denominación que incluye una gran variedad de compuestos como metilmercurio, fenilmercurio, etc. Si bien el mercurio es vertido al medio ambiente en su forma inorgánica o metálica, puede ser transformado por diversos tipos de bacterias en metilmercurio, que se APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 14 considera la forma química más tóxica del mercurio, es una potente neurotóxina, que causa daños en el sistema nervioso y que afecta al desarrollo fetal e infantil. Además, también produce efectos nocivos en el sistema inmunológico, renal y cardiovascular. La asimilación de metilmercurio por parte de los seres vivos da lugar a procesos de bioacumulación a través de la cadena trófica; con la afectación de peces de gran tamaño, como el atún, que hacen parte de la cadena alimenticia de muchos seres humanos. Se han estudiado diferentes tratamientos fisicoquímicos convencionales para la remoción de mercurio presente en aguas y suelos, los cuales incluyen precipitación química, intercambio iónico, adsorción, filtración por membranas, coagulación floculación, oxidación con H2O2/O3, flotación, precipitación química o electroquímica, lodos activados y ósmosis inversa, entre otros. Sin embargo, muchos de estos métodos tienen alto costo y problemas de disposición espacial en el momento de aplicarlos a gran escala. Además, estas técnicas son a menudo ineficaces y costosas, especialmente cuando las concentraciones están en el orden de 1-100 mg/L. (2) Los métodos tradicionales para el procesamiento de pilas y baterías con contenido de mercurio, basados en procesos de hidrometalurgia que emplean bases o ácidos fuertes en medio acuoso para disolver los metales y finalmente formar amalgamas de Zn con mercurio y cadmio, que luego se procesan para recuperar el mercurio o el cadmio, con el fin de reducir la explotación y comercio de mercurio de manera ilegal. El objetivo de todo generador debe propender por el reemplazo del mercurio en sus procesos productivos, a fin de cumplir el artículo 5 del Convenio de Minamata. La fitorremediación con uso de buchón es una alternativa importante, para ser aplicada en sectores mineros de Colombia en los cuales se emplea mercurio. El humedal utilizado cuenta con un sustrato de grava de tamaño medio que conserva muy bien las raíces de la planta y permite la extracción posterior del mercurio mediante operación de arrastre con vapor y lavado, en promedio la remoción de mercurio en la corriente tratada fue de 71% y a pesar que el agua tratada tiene un contenido elevado de mercurio (0,09 ppm) en comparación con los límites establecidos por la norma de vertimientos, la recuperación de mercurio fue de 58% y se pudo reutilizar en los procesos de la operación minera, teniendo presente que el 42% de mercurio se encontró como compuestos derivados del mismo y debe ser llevado a disposición final adecuada. (9) A nivel internacional y nacional la presencia de mercurio en corrientes de agua y en el suelo es altamente preocupante, por el gran potencial toxico de este metal. La figura 4 nos muestra una región altamente afectada por la exploración minera usando mercurio. APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 15 Figura 4. Zona de explotación aurífera con uso de mercurio Una de las mayores fuentes de mercurio son las lámparas fluorescentes, allí se encuentra como vapor, en Centro América y Sur América muchos gestores de RESPEL sumergen el tubo fluorescente en un tanque con agua y lo perforan por un extremo, el vapor de mercurio sale inmediatamente y es absorbido por el agua, usualmente entre 2% y 5% del total del gas es vapor de mercurio, el agua ingresa dentro del tubo y este es retirado a otro tanque para drenar y procesar. El agua contaminada con mercurio debe ser tratada de manera segura y adecuada, dentro de los procesos recientes para cumplir esta premisa se tiene la fotocatálisis heterogénea. La ruptura de un tubo fluorescente puede alcanzar a liberar hasta 5 miligramos de mercurio, a la atmosfera, cantidad altamente toxica. (3) Los procesos fotos catalíticas con TiO2 se desarrollan mediante la irradiación de la disolución acuosa de mercurio en la que se suspende el fotocatalizador. Se ha podido comprobar que aplicando el tratamiento foto catalítico, es posible disminuir la concentración de Hg (II) en disolución acuosa desde 100 ppm hasta valores por debajo de 100 ppb, límite de vertido establecido en la Comunidad de Madrid. El mercurio eliminado de la disolución queda depositado en forma de mercurio metálico y calomel (Hg2 Cl2) sobre la superficie del catalizador empleado, a partir del cual puede recuperarse fácilmente, mediante disoluciones procesos químicos. Además, la posibilidad de utilizar radiación solar en el proceso de irradiación añade beneficios ambientales al proceso, ya que permite aprovechar una forma de energía ampliamente disponible en España. (4) En Alemania la empresa OSRAM, fabricante de bombillos y lámparas fluorescentes, desarrollo una maquina compactadora de tubos y bombillos, que opera en seco y separa los REPEL en contenedores especiales, que permiten la reutilización o disposición final de manera segura. Este buen ejemplo se ha replicado en Inglaterra, Francia y Belgica. Una descripción general de este proceso: APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 16 Figura 5. Reciclaje de tubos fluorescentes con vapor de mercurio (6) Los tubos ingresan enteros al proceso, siendo la primera etapa la trituración del vidrio. Los componentes de la lámpara son separados y depositados en diferentes contenedores. Los cabezales de aluminio y el vidrio son analizados en cuanto a su contenido de mercurio y enviados a su reciclaje fuera del sitio. El polvo de fósforo es separado y enviado a un contenedor para su posterior tratamiento. Los filamentos son removidos por un separador magnético y enviados a reciclaje. Un soplador industrial mantiene la presión negativa a lo largo de todo el proceso. El polvo se hace pasar a través de un sistema de filtros (que son automáticamente limpiados para evitar acumulación) y por último a través de un filtro de carbón activado antes de ser liberado a la atmósfera. El polvo se somete a recuperación térmica en un horno, que permite la vaporización del mercurio y su almacenamiento en un contenedor de seguridad. Este contenedor se extrae del sistema y el mercurio es sometido a un proceso de destilación (llamado destilación de triple efecto) y que permite obtener mercurio técnicamente puro (99,8 % pureza). El residuo producido en la destilación de triple efecto, se somete a pruebas de lixiviación para determinar su contenido de mercurio y plomo, en caso de superar los límites máximos de la legislación germana es llevado a disposición en celda de seguridad. La tabla 3 contiene varios desarrollos de patentes en los últimos 10 años para el tratamiento de corrientes liquidas contaminadas con mercurio y posibilidades de recuperación y reutilización controlada del metal. APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 17 Tabla 5. Tecnologías para tratamiento de aguas contaminadas con mercurio REFERENCIA CN108998400A 14 Dic 2018 TITULO DESARROLLA MICROORGANISMOS EN LAGUNAS Bacteria de bioingeniería para reducir los UNIV GUANGXI iones de mercurio divalentes y su método de TEACHERS EDUCATION preparación y aplicación CN107099483A 29 Ago 2017 Preparación biológica compuesta y su aplicación en el tratamiento de aguas residuales que contienen mercurio CN106244471A 21 Dic 2016 Cepa de hongo resistente al metal pesado mercurio y su aplicacion CN104560736A 29 Abr 2015 bacteria de bioingeniería para reducir los iones de mercurio divalentes. La invención describe además un método de preparación y aplicación de la bacteria de bioingeniería para reducir los iones de mercurio divalentes La preparación biológica compuesta es razonable en compatibilidad, fuerte en efecto sinérgico, alta en la capacidad de degradación del mercurio y puede ser utilizada para tratar aguas residuales que contienen mercurio. Cepa de Aureobasidium pullulans F134M. El Aureobasidium pullulans F134M es capaz de tolerar y adsorber el mercurio y se puede usar para el tratamiento del agua, el suelo y similares con contaminación de mercurio La cepa de hongos GX-4 proporcionada por la invención como un adsorbente microbiano tiene un buen efecto de eliminación de los La cepa de hongos GX-4 y su aplicación en el CECEP LANDT tratamiento de aguas residuales que ENVIRONMENTAL iones de mercurio en las aguas residuales, tiene contienen mercurio TECHNOLOGY CO un bajo costo y es fácil de cultivar, se puede reciclar y tiene una perspectiva de aplicación relativamente buena. Bacteria para reducir la contaminación por mercurio en el agua de mar y su aplicación CN102373161A 14 Mar 2012 CN108946947A 07 Dic 2018 JIN WENZHONG COMENTARIOS UNIV NANJING TECH YANTAI INST COASTAL ZONE RES CAS uso de microorganismos ambientales, describe una bacteria para reducir la contaminación por Hg en agua de mar. La bacteria es Pseudomonas putida SP1. El uso de la cepa bacteriana SP1 para eliminar la contaminación por mercurio del agua de mar tiene ventajas de alta eficiencia y facil operacion PLANTAS Y REACTORES BIOLOGICOS La electricidad viva de las células biológicas es Batería de electricidad viva producida por clave para mejorar la recuperación electrolítica microalgas y aplicación de la misma a la BEIJING NORMAL de metales pesados como el Pb, As, Cd, Cr y limpieza de contaminantes de metales UNIV HONG KONG Hg. Los electrodos ionizan las moléculas pesados en el agua adyacentes, como el agua y el oxígeno, BAPTIST UNIV mientras atacan los iones frontales de metales pesados, se permiten diferentes reacciones químicas en posiciones cercanas y los iones pesados de metales se reducen a través de la formación de óxidos metálicos sólidos dispositivo integrado de tratamiento de aguas residuales de membrana doble. El diseño se usa para absorber Cd, Pb, Hg, Ta, Ag, Co, Sn y GUANGDONG otros metales pesados en aguas residuales, las DONGRI impurezas en las aguas residuales también ENVIRONMENTAL pueden ser absorbidas en el sistema. La PROT descomposición y la mineralización se aceleran, los materiales sedimentables se precipitan en el estanque y se recuperan UNITED INTERNATIONAL COLLEGE Dispositivo integrado de tratamiento de aguas residuales de doble membrana. CN107324615A 07 Nov 2017 El método para separar el mercurio del agua de proceso, consiste en tratar el agua de proceso mediante una planta de reactor de DE10200703875 etapas múltiples con Chlamydomonas 0A1 11 Dic 2008 reinhardtii o biomasa de algas similares como biosorbente IFU GMBH [DE],SCHARFF WOLFRAM [DE],LUTZE HANS [DE separación de mercurio implica tratar el agua de proceso mediante una planta de reactor de múltiples etapas con Chlamydomonas reinhardtii o biomasa de algas similar como biosorbente. La biomasa de algas cargada de mercurio se trata térmicamente para la recuperación del mercurio metálico. T APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 18 FLOCULACION Y COAGULACION Material cerámico compuesto para eliminar el mercurio de las aguas residuales / aguas CAS JINGTOU CN108249955 residuales y el método de preparación ENVIRONMENT A 06 Jul 2018 TECH JIANGSU CO CN105836983A 10 Ago 2016 CN102010086A 13 Abr 2011 EP2167432A1 31 Mar 2010 CN108046382A 18 May 2018 CN106345437A 25 Ene 2017 CN105016431A 04 Nov 2015 La cerámica compuesta tiene gran área superficial, alta permeabilidad, alta capacidad de esterilización, resistencia al lavado, respeto al medio ambiente y es renovable; el reciclaje de mercurio es simple y factible, y no se produce contaminación secundaria. Método para el tratamiento de residuos de pesticidas y del metal pesado mercurio en aguas residuales. l tratamiento de aguas residuales, en particular a un método para reducir la contaminación del ZHU XIAOMING mercurio y los residuos de pesticidas en aguas residuales método para tratar aguas residuales que Método para tratar aguas residuales que contienen mercurio con un proceso continuo XINJIANG TIANYE contienen mercurio en la producción de resina de PVC. Proceso simple y fácil de implementar, de tres secciones GROUP CO se puede aplicar ampliamente al tratamiento de aguas residuales que contienen mercurio Proceso de eliminación de mercurio en aguas residuales. Un método para eliminar el mercurio iónico, EXXONMOBIL RES orgánico y elemental de corrientes acuosas como las corrientes de aguas residuales del & ENG CO procesamiento de hidrocarburos. ELECTROCOAGULACION Y CAMPOS MAGNETICOS Agente de tratamiento compuesto para el Agente de tratamiento compuesto para aguas tratamiento de aguas residuales de campos residuales de campos de petróleo y gas. El agente de tratamiento compuesto elimina de petróleo y gas CHONGQING sustancias tóxicas y nocivas como Hg VOCATIONAL inorgánico y el alquilmercurio, las sustancias orgánicas difíciles de degradar se degradan, y INST ENG Método de preparación del material conductor de fijación de azufre polimérico y su aplicación en el tratamiento de agua Método y aparato para la eliminación y recuperación de iones de metales pesados de aguas residuales UNIV TAIYUAN TECHNOLOGY WANG QIJUN,WANG QINING no es probable que el agente de tratamiento compuesto cause contaminación secundaria al medio ambiente. Recuperacion de Hg en 85% método de preparación para un material de fijación de azufre polimérico conductor y una aplicación del mismo para eliminar iones de metales pesados del agua. El sulfuro se puede fijar de manera efectiva y se puede prevenir la contaminación secundaria causada por el sulfuro que ingresa al agua; no requiere un instrumento complejo, y no se requiere el procesamiento electroquímico de aguas residuales que contienen metales pesados mediante el uso de una cesta de carbón activado como electrodo. Se procesan aguas residuales que contienen Cu, Pb, Zn, Fe,Co, Ni, manganeso, cadmio, mercurio, tungsteno OSMOSIS INVERSA E INTERCAMBIO IONICO La membrana esterilizadora de ultrafiltración de Método de preparación de la membrana HARBIN INST PVDF preparada por la invención es buena en esterilizadora de ultrafiltración de PVDF TECHNOLOGY hidrofilia, fuerte en capacidad anticontaminante CN108479425A WEIHAI,HARBIN y alta en resistencia mecánica, tiene capacidades antibacterianas y bactericidas más 04 Set 2018 INSTITUTE OF fuertes, puede regenerarse y puede aplicarse TECH WEIHAI bien al tratamiento de aguas residuales, y el INNOVATION tiempo es muy p p de vida de la membrana p p Método de preparación de película de compuesta rellena con hidrogel de red de separación compuesta rellena por un polímero interpenetrante que tiene como hidrogel de red de polímero interpenetrante función la adsorción de metales pesados; la CN105289316A UNIV ZHEJIANG preparación se puede utilizar para el 03 Feb 2016 tratamiento de aguas residuales industriales de metales pesados y agua residual doméstica Uso de materiales zeolíticos para eliminar una corriente de líquido. El proceso implica iones de mercurio (+2) de corrientes líquidas poner en contacto la corriente de líquido con materiales zeolíticos UOP especificados. US2014311986A UOP LLC [US] Estos tamices moleculares son 1123 Oct 2014 particularmente eficaces para eliminar los iones Hg2 + de las corrientes acuosas incluso en presencia de iones Mg2 + y Ca2 + APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 19 8. TRATAMIENTO CORRIENTE Y Y21 Compuestos de Cromo hexavalente Cr+6 Los seres humanos pueden entrar en contacto con el cromo por consumir alimentos provenientes de cultivos contaminados, agua contaminada o por vía respiratoria (consumo de tabaco, trabajador de la industria del acero, textil y pintura electrostática). La exposición prolongada al cromo causa erupciones cutáneas, afectaciones serias al hígado y riñones, cáncer de pulmón y afecta el sistema nervioso. La mayor afectación al medio ambiente se da por suelos contaminados o aguas superficiales afectadas por vertimientos industriales. En Colombia una de las industrias que más aporte realiza de Cromo hexavalente y trivalente es la de curtido de cueros y pieles, por economía y facilidad se utilizan operaciones de coagulaciónfloculación tradicionales, con ajuste de pH, en una PTAR para separar el cromo del efluente acuoso. Figura 6. Fuentes de contaminación por Cromo APLICACIÓN EN CURTIEMBRES DE BOGOTA (San Benito) factibilidad técnica y sostenible para recuperar cromo de las aguas residuales del proceso de curtido de APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 20 una curtiembre en San Benito (Bogotá), precipitándolo con soda cáustica 4 M y regenerándolo con sulfato de sodio y ácido fórmico grado industrial, para reutilizarse en el mismo proceso. Proceso que reduce en 99% la presencia de cromo en el efluente acuoso. Se encuentra que una mezcla 40 / 60 de sulfato de cromo recuperado / sulfato cromo comercial nuevo, permite procesar el cuero de manera óptima. En cuanto al aspecto económico la inversión en equipos y químicos tiene una recuperación en 2 años. La contaminación de aguas por presencia de cromo presenta un grave problema en Colombia, debido a los efectos sobre la fauna y flora de los ríos Bogotá y Magdalena, además de afectar las zonas de San Benito, Villapinzon y Choconta. En Europa es mayor el control ambiental, lo que no implica que sea suficiente para evitar la contaminación ambiental que también allí produce el sector de las curtiembres. Sin embargo generalmente sus tratamientos utilizan cal para precipitar el cromo de las aguas residuales, sin reutilizarlo generando lodos, lo que implica que las tecnologías implementadas en general no son más avanzadas, pero se ejerce mayor control ambiental por las entidades reguladoras. En Estados Unidos los lodos producidos por precipitación del cromo con cal en las industrias de curtiembres, generan problemas de contaminación, necesitando destinar recursos para su disposición (IFC, 2006). Debido a los contaminantes presentes en los vertimientos de las industrias curtidoras, se pueden implementar tecnologías para su recuperación para uso en la misma industria o en otros procesos (Hageman, 2002). El aporte de este proyecto radica en hacer accesible para el sector de las curtiembres una tecnología con principios químicos de relativa sencillez para reducir el impacto ambiental causado por el cromo del proceso de curtido y además reducir costos de producción, por una parte, por la recuperación del cromo de los vertimientos y, por otra, por el reemplazo del ácido sulfúrico para la regeneración del cromo por sulfato de sodio. En el departamento de Cundinamarca, jurisdicción de la CAR, encontramos el 81% de las empresas de curtiembres a nivel nacional APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 21 Figura 7. Distribución de la producción de curtiembres en Colombia El aporte significativo de este Proyecto radica en hacer accesible para el sector de las curtiembres una tecnología con principios químicos de relativa sencillez para reducir el impacto ambiental causado por el cromo del proceso de curtido y además reducir costos de producción. PREGUNTA CRÍTICA ¿Cuál es el porcentaje de recuperación y reutilización de cromo de las aguas residuales del proceso de curtido de curtiembres de San Benito (Bogotá), mediante la implementación de un proceso sostenible y viable tecnológicamente, que permita reducir la contaminación con cromo del río Tunjuelito que actualmente es afectado por vertimientos de curtiembres? Los 4 agentes más adecuados para precipitar el cromo son: el óxido de magnesio (MgO), la cal (CaO), el bicarbonato de sodio (NaHCO3) y la soda cáustica o hidróxido de sodio (NaOH); los 2 primeros contaminarían con iones Ca y Mg el agua, elevando excesivamente la dureza, el bicarbonato de sodio forma ácido carbónico (HCO3) y reduce la cantidad de cromo precipitado. La soda caustica NaOH tiene un valor comercial muy competitivo y por ser una base fuerte reacciona con el Cr+3 con alta eficiencia, produciendo mayor cantidad de cromo precipitado; además el ion sodio tiene mayor tolerancia en una corriente de agua residual, en comparación de los iones metálicos Mg y Ca. El cromo precipitado se trata con ácido sulfúrico para obtener sulfato básico de cromo, sal usada para curtir el cuero. APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 22 Opcionalmente el ácido sulfúrico (H2 SO4 ) se puede sustituir con una mezcla de sulfato de sodio y un ácido como el fórmico, que se usa en el proceso de curtido y no tiene restricciones legales para su utilización. Sostenibilidad Económica y Financiera de Procesos: Desarrollo sostenible es un término acuñado, en 1713, por Hanns Carl von Carlowitz, jefe de la guardia forestal del electorado de Sajonia, Alemania. Difundió el conocido "Ejemplo del bosque" para explicar el concepto sostenibilidad: "Si talamos un poco de madera de un bosque él sólo se regenera y sigue produciendo más madera todos los años, pero si cortamos todos los árboles del bosque desaparece y nunca más volverá a producir madera". Esta definición fue recuperada, en 1987, por Gro Harlem Brundtland, primer ministra de Noruega, para el informe socio-económico de la ONU: “Nuestro Futuro Común / Our Common Future”. Este informe se redactó como respuesta a las crisis energéticas del petróleo de los años 70. El objetivo del desarrollo sostenible es definir proyectos viables y reconciliar los aspectos económico, social y ambiental de las actividades humanas; "tres pilares" que deben tenerse en cuenta por parte de las comunidades, tanto empresas como personas. La sostenibilidad económica se da cuando la actividad que se mueve hacia la sostenibilidad ambiental y social es financieramente posible y rentable. La sostenibilidad social se basa en el mantenimiento de la cohesión social y de su habilidad para trabajar en conseguir objetivos comunes. La sostenibilidad ambiental busca la compatibilidad entre la actividad considerada y la preservación de la biodiversidad y de los ecosistemas, evitando la degradación de las funciones fuente y sumidero. 9. TRATAMIENTO CORRIENTE A1180 10. TRATAMIENTO CORRIENTE Y31 Plomo y compuestos de plomo Pb El plomo es un elemento presente en la corteza terrestre, conocido y utilizado desde tiempos inmemoriales para la fabricación de diferentes herramientas y como parte de varios productos de uso común. Si bien el porcentaje de plomo en la naturaleza es menor al 10%, la industria al utilizarlo para ciertos productos genera compuestos de mayor concentración de plomo y sus compuestos, aumentando su potencial de contaminación al medio ambiente y los riesgos de toxicidad para los seres vivos. Las emisiones de plomo más importantes ocurren en la minería, en la industria metalúrgica y en procesos de transformación de este metal para su uso industrial. Industria muy importante en la segunda mitad del siglo XX. La utilización de plomo elemental y de sus compuestos ha repercutido en gran manera en la contaminación APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 23 ambiental y su utilización es básicamente en arquitectura (pinturas, recubrimiento de cables, cañerías) y la industria automotriz (antidetonante de las gasolinas (Et4Pb)). Actualmente se ha reducido mucho su uso, aunque los efectos llegan hasta nuestros días. En la actualidad las mayores fuentes de contaminación son las baterías de automóviles, los perdigones de caza, vidrios y soldaduras. Figura 8. Contaminación por plomo Los contaminantes con plomo usualmente se acumulan para eliminación en vertederos, que presentan un alto riesgo de lixiviación y los consecuentes problemas de contaminación y riesgo de salud. Otro método utilizado es la incineración, que genera humos y escorias con residuales de plomo que representan riesgos importantes, por ello se han buscado tecnologías para reusar el producto con seguridad y en el caso extremo realizar una eliminación segura. La Conferencia Americana de Higienistas Industriales (ACGIH) ha clasificado a los compuestos de Pb +2 como productos cancerígenos para los humanos, causando “Plumbosis o Saturnismo” Estos compuestos entran en el cuerpo humano o bien por vía respiratoria o bien por la ingesta de agua o alimentos. De todo el plomo que se inhala se absorbe entre el 30 y el 50%, y entre el 5 y el 15% del que se ingiere. Las cantidades absorbidas dependen de diferentes factores, tamaño de las partículas, edad de la persona y estado nutricional de la misma, entre otros; la eliminación de plomo o sus derivados puede tomar hasta 20 años en los seres vivos. Químicamente la detección de plomo y su eliminación, presenta varias dificultades por las bajas concentraciones de sus compuestos, que no dejan de ser peligrosos para el medio ambiente y la salud. Tradicionalmente la eliminación de plomo se basa en la formación de compuestos insolubles y su posterior disposición por precipitación; estos métodos tienen varias desventajas importantes: Limite detección elevado Consumo elevado de reactivos para el procesamiento Selectividad muy baja APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 24 Los métodos modernos implican el uso de sensores biomimeticos o colorimétricos (especialmente para aplicaciones en aguas, con detección de µg/L) y sensores potenciométricos que contienen ionoforos (moléculas orgánicas que según su origen tienen afinidad para asociarse con ciertos metales). Desde 2016 se han desarrollado investigaciones en Europa para el desarrollo de materiales nanoestructurados que permitan reacciones químicas de sustitución o intercambio iónico, especialmente en aguas residuales, a pesar de limitantes como el pH, la conductividad y las interferencias con otros iones metálicos. Podemos resumir en la figura 9 , el número de desarrollos tecnológicos a nivel mundial para el tratamiento de diferentes aguas residuales contaminadas con metales pesados (8). Figura 9. Tecnologías para tratamiento de efluentes contaminados con metales pesados La presencia de plomo en muchas pinturas de uso industrial, es causante de importantes riesgos para la salud y contaminación ambiental. Para la OMS 90 ppm de plomo es el límite máximo tolerado en un recubrimiento industrial. Cuando la pintura envejece y comienza a deteriorarse se liberan partículas con plomo; en 2018 se analizaron muestras de pintura para uso doméstico encontrándose que un porcentaje superior al 45% de muestras contenían 600 ppm de plomo. APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 25 REFERENCIA CN107619806A 23 Ene 2018 CN106222113A 14 Dic 2016 TITULO DESARROLLA MICROORGANISMOS EN LAGUNAS COMENTARIOS La cepa tiene la capacidad de generación de álcali y eliminación de plomo alta a Bacteria capaz de absorber plomo y metales Univ. WUHAN diferentes valores de pH. El metabolito de pesados eliminación de plomo de la cepa no es tóxico y es respetuoso con el medio ambiente Complejación de iones de metales pesados y nitrógeno, oxígeno, azufre, fósforo y otros Método microbiano para tratar rápidamente Ningbo Fengyejie átomos en grupos fosforilo o grupos carboxi el agua contaminada con plomo y zinc Biotechnology Co en la superficie del Penicillium chrysogenum o el bacilo con iones de plomo y zinc CN103833144A 04 Jun 2014 Método para eliminar los iones de metales pesados en agua mediante el uso de caldo de fermentación de bacterias que producen floculante método para eliminar iones de metales pesados en agua utilizando caldo de Univ Northeastern fermentación de una bacteria que produce un floculante. CN102603070A 25 Jul 2012 Humedal construido de flujo vertical utilizado para tratar aguas residuales de pintura que contienen plomo y cadmio y su método de preparación Gansu Golden Bridge Water Supply & Drainage Design And Engineering Group Co CN102994394A 27 Mar 2013 La cepa fúngica LP-18-3 y la aplicación de la Cecep L & T cepa fúngica LP-18-3 en el tratamiento con Environmental cuerpo de agua que contiene plomo Technology Co Ltd CN109160612A 08 Ene 2019 CN107010734A 04 Ago 2017 La cepa fúngica LP-18-3 tolera iones plomo con alta concentración en una solución acuosa y puede eliminar o recuperar los iones de plomo en las aguas residuales PLANTAS Y REACTORES BIOLOGICOS formulación de algas compuestas pueden lograr Formulación de algas compuestas capaz de una adsorción de alta eficiencia en la sal de eliminar rápidamente metales pesados en el cobre y de plomo mediante la combinación de agua y método para eliminar rápidamente la proteína fresca nuclear Chlorella pyrenoidosa metales pesados a través de la formulación Song Xinrun y el alga verde de la espirogira fresca; y cuando de algas compuestas la adsorción en la sal de plomo es relativamente Humedal construido con celdas de combustible para remover metales pesados de Pb y Zn Planta suculenta método de tratamiento de islas flotantes de aguas residuales que contienen plomo CN105753161A 13 Jul 2016 tecnología para purificar ciertos contaminantes de metales pesados en las aguas residuales y eliminar el fósforo mediante sustratos de humedales construidos mezclados. completa cuando la sal de zinc se agrega a la formulación de algas compuesta humedal construido con celdas de combustible Nanjing Institute para remover metales pesados Pb y Zn. La Of Environmental actividad metálica del Pb y Zn es menor que la Sciences Ministry del aluminio, el aluminio puede desplazar los iones del plomo y del zinc, y el cátodo puede Of Environment reemplazarse para eliminar el Pb y Zn. método de tratamiento de islas flotantes de agua residual que contiene Pb con plantas suculentas. Diferentes tipos de plantas suculentas como material de fijación de Pb, las plantas suculentas con la mayor capacidad de Dong Xiao fijación de plomo se eliminan después del cultivo a través de una solución de nutrientes que contiene Pb, se complementa con cal rápida después de que se fija una placa de espuma, y el tratamiento se realiza tras la APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 26 CN109046292A 21 Dic 2018 CN107837793A 21 Dic 2018 CN107694348A 16 Feb 2018 INTERCAMBIO IONICO Y OSMOSIS INVERSA adsorbente de iones de Pb en el agua, Adsorbente híbrido orgánicoinorgánico con resuelve el problema de que el nanoestructura jerárquica, método de adsorbente en polvo convencional es fácil de preparación y aplicación de los mismos. aglomerar y perder, y es difícil de separar de la UNIV YANSHAN masa de agua tratada cuando se trata el agua residual que contiene plomo, y es adecuado para el tratamiento de metales pesados en aguas residuales material de tratamiento de aguas residuales Material de tratamiento de aguas residuales basado en salvado y cascara de arroz y un basado en el salvado la cascara del arroz, y ZHENGZHOU método de preparación y aplicación del material método de preparación y aplicación de YUANRAN de tratamiento de aguas residuales, preparado material de tratamiento de aguas residuales BIOLOGY TECH a través de un tratamiento de agitación a CO LTD diferentes temperaturas es capaz de absorber eficazmente los iones de Pb, Cd y Ni preparación de un PVDF antipolución (fluoruro Membrana plana anticontaminante con TIANJIN JINLIN de polivinilideno). El producto descrito se función de eliminación de iones de metales WATER TREAT caracteriza porque los iones de metales pesados y tintes orgánicos y método de SCIENCE & pesados tales como el Ni, el Cr y el Pb en el preparación de membrana plana TECHNOLOGY CO agua pueden eliminarse por adsorción anticontaminante. LTD Clarificador de agua portátil. CN205974015U 22 Feb 2017 CN105417908A 23 Mar 2016 CN106564983A 19 Abr 2017 CN102583689A 18 Jul 2012 CN101798126A 11 Ago 2010 Clarificador de agua portátil en su interior, diferentes capas filtran la fuente de agua, impurezas como sedimentos orgánicos, sólidos FILTER (FUZHOU) suspendidos, polvo, VOC, diversas bacterias PURIFICATION malignas y de metales pesados solubles, como plomo, mercurio, cromo, arsénico etc TECH CO LTD método para tratar de manera inocua lodo de Zn y Pb. Se puede lograr una utilización inocua YUNNAN SOLID y de reducción del Pb y Zn de residuos Método para tratar inocuamente los lodos de WASTES MAN peligrosos. Mientras tanto, el lodo limpio fundición de Pb y Zn CENTER obtenido se puede utilizar como materia prima de ladrillos y vidrio microcristalino sin hornear. ELECTROCOAGULACION Y CAMPOS MAGNETICOS método para adsorber metales pesados Método para adsorber metales pesados utilizando polvo de marisco marino purificado utilizando mariscos marinos con una estructura de superficie modificada eliminar metales pesados en las aguas residuales de galvanoplastia a través del sistema electromagnético de hierro cerovalencia a nanoescala Método para el tratamiento de aguas residuales industriales mediante fotoelectrocatálisis UNIV ZHEJIANG OCEAN UNIV TONGJI UNIV SICHUAN tiene buena dispersión, no es susceptible de acumulación, muestra un fuerte efecto de adsorción sobre el Pb, Cu, Zn, Cd, Ba, Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni e iones de plata metalicos. método y un dispositivo para eliminar metales pesados en la electrodeposición de aguas residuales a través de hierro cero valente a nanoescala; Se eliminan varios metales pesados como Zn, Cu, Pb, Cd y Ni en las aguas residuales de galvanoplastia Método para tratar aguas residuales industriales mediante oxidación química o desoxidación química en fotoelectrocatalisis 11. TRATAMIENTO CORRIENTE Y23 Compuestos de zinc Zn. Anualmente se producen de 12 a 4 millones de toneladas de zinc, con un 50% destinado a procesos de galvanizado para la protección de aceros y piezas del mercado automotriz. México nos ofrece un ejemplo de tratamiento y aprovechamiento de residuos de zinc provenientes de pilas, procesos de galvanizado y cincado. La empresa REFINERIA ELECTROLITICA DE ZINC – San Luis Potosí, incorpora a su proceso productivo de zinc en lingotes y bandejas lodos previamente tratados con contenido de zinc; en APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 27 una proporción que oscila de 12% a 20% de material usado o reciclado se mezcla con material virgen proveniente de las minas de zinc de la empresa. La empresa tiene 2 fuentes de material reciclado: lodos tratados de procesos electrolíticos de cincado de piezas automotrices y de pilas provenientes de equipos del área médica (marcapasos, audífonos y otros equipos médicos). La compañía ofrece asesoría técnica y económica a sus proveedores de material reciclado, a fin de recibir en sus instalaciones una materia en buenas condiciones y con fácil incorporación al proceso de producción. El proceso se puede esquematizar en las siguientes etapas: Recepción de materia prima: lavado separado del material virgen y del material reciclado, tamizado y mezcla de las fuentes de materia prima. Importante anotar que los proveedores de material reciclado han realizado una clasificación granulométrica y limpieza del material entregado. Planta de cocción o tostado: material homogenizado se lleva al horno, en el cual se obtiene óxido de zinc (ZnO) y gases ricos en SO2 que son materiales vitales para el proceso general de la compañía. Lixiviación: se trata el óxido de zinc en una solución acuosa acida para obtener sulfato de zinc, los compuestos ferrosos que vienen en la materia prima se retiran con Ag y Cd. Purificación: se obtiene una solución de sulfato de zinc con pureza de 98% y se separa un lodo rico en Ag y Cd. Electrolisis: se hace una mezcla de solución nueva de sulfato de zinc con solución agotada para someterla al proceso electrolítico y producir placas de zinc. Fusión y Moldeo: se producen los lingotes y bandejas de varios tamaños de zinc, con una pureza de 98,7%. Planta de cadmio: recuperación de un metal con pureza de 99%, que es reusado en los procesos productivos y se evita enviar un metal pesado contaminante al medio ambiente. Planta de flotación: diseñada para la recuperación de la plata, con una eficiencia de 90%, permite la reutilización de una materia prima de alto valor en el proceso. PTAR: es muy importante por cuanto permite un ahorro del 50% del agua total requerida por el proceso, con el consecuente ahorro del agua extraída de los pozos subterráneos de la región. Se recupera un 90% de agua de proceso que se destina a lavado de materia prima y reinyección al proceso. APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 28 Otra fuente muy importante de materiales como el zinc, cadmio, mercurio, níquel y manganeso es la producción de pilas y baterías. Según composición y de acuerdo con el tipo de manejo requerido, las pilas pueden agruparse en: primarias o desechables y secundarias o recargables. Las tablas 5 y 6 nos muestran la composición estándar de pilas comerciales: Tabla 6. Componentes pilas primarias BATERIA Carbon - Zinc C-Zn COMPONENTE Zn 17% anodo MnO2 29% catodo C 7% Hg 0,01% Cd 0,08% ZnCl2 10% NH4Cl 11% plastico-lamina Zn MnO2 C Hg 26% 14% anodo 22% catodo 3% Alcalinas 1% anodo KOH 12% plastico-lamina 42% HgO 33% catodo Oxido Mercurio Zn 11% anodo HgO KOH 13% plastico-lamina 42% Zn 30% anodo oxigeno Zinc - Aire Hg 1% anodo Ag 1% plastico-lamina 67% Zn 14% anodo Ag O2 27%catodo Oxido Plata AgO2 NaOH 26% Hg 1% plastico-lamina 30% Litio Li Li 30% anodo MnO2 37% catodo plastico-lamina 30% APLICACIÓN linternas, radios, juguetes juguetes, camaras fotograficas, electrodomesticos audifonos, relojes, instrumentos de precision, calculadoras camaras fotograficas, audifonos medicos, marcapasos calculadoras y relojes radios, transmisores, celulares, camaras fotograficas, tablet, instrumentos medicos APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 29 Tabla 7. Componentes de pilas secundarias-recargables PILA Níquel-Cadmio (Ni-Cd) COMPONENTES Cd 18% - Ni 20% - NaOH restante Níquel-Metal Hidruro (Ni- Ni 25%, KOH 72% MH) Ion-Litio (Ion-Li) Li 2 O y Co (cátodo) – Carbón cristalizado (ánodo) y solvente orgánico USOS Juguetes, equipo electrónico y lámparas Equipo electrónico portátil Celulares, computadores y video cámaras En ESPAÑA se tiene un programa para el tratamiento, aprovechamiento y valorización de baterías y pilas se consideran los siguientes pasos Primer Paso: La Clasificación La tecnología para el reciclaje de los residuos de pilas y baterías es distinta según la composición química de los mismos. Para poder enviarlas a la planta de tratamiento adecuada las clasificamos según su composición química: Salinas/alcalinas (El 83% del total de los residuos de pilas recogidos) son recicladas. Botón (Contenido en Ag, alcalinas, posible contenido Hg) Recargables y litio primario (Litio-ion, Ni.Mh, Ni.CD, Litio primario) son recicladas en plantas de tratamiento europeas Plomo (Automoción, industrial, portátil) son recicladas en fundiciones. Segundo Paso, el reciclaje que se divide en 2 grandes fases: Trituración o molienda: En esta fase mecánica los residuos de pilas y baterías se someten a un proceso de fragmentación donde se reduce el tamaño facilitando la separación de los materiales que conforman la pila. Este paso permite clasificar los materiales obtenidos en función de su composición y posterior envío a procesos específicos. Los materiales que se obtendrán en los procesos de reciclaje: • Plásticos que serán posteriormente reciclados y separados por acción neumática. • Metales férreos de las carcasas metálicas cuyo destino será la siderurgia para obtener de nuevo acero. Separados por medios magnéticos • Fracciones intermedias que serán tratadas en una segunda fase En la segunda fase podemos encontrar 2 tipos de tratamientos: APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 30 Pirometalúrgicos: tratamientos a altas temperaturas que permiten recuperar los metales pesados contenidos en las pilas y baterías por su gasificación y posterior depuración y sedimentación. Hornos Waelz tratamiento del “black mass”, fracción no férrea de las pilas salinas/ alcalinas: los hornos de Waelz son instalaciones en las que se tratan residuos de polvos de zinc y otros residuos que provienen de esta industria. Debido al alto contenido en zinc de las pilas salinas/ alcalinas es posible reciclarlas en esta instalación obteniéndose diferentes productos con alto contenido en Zn y Mn. Fundición de plomo: placas de plomo sometidas a un proceso de fusión y depuración tras el cual se obtienen lingotes de plomo aptos para ser utilizados de nuevo como materia prima, en la mayoría de los casos para la fabricación de nuevas baterías. Hidrometalúrgicos: tratamiento de disolución parcial o total de metales en agua con ácidos o bases fuertes y extracción selectiva de metales para su uso como materia prima en la industria, finalmente se realiza concentración o purificación de la solución para extraer los metales. El black mass (fracción no férrea de las pilas salinas/ alcalinas) puede ser también tratado con esa tecnología, obteniéndose fracciones de alta pureza de Zn y Mn. Como resultado de esta segunda fase, según la tecnología se obtendrán los metales pesados de las baterías (Zn, Mn, Li, cobalto, plomo, níquel, cadmio…) algunos de ellos vuelven a ser utilizados en la producción de baterías nuevas y otros son destinados a siderurgia u otros procesos. Tenemos un esquema de una pila alcalina Elementos reciclados de una batería alcalinas Etiqueta protectora y tubo de acero: El tubo de acero aísla a los elementos químicos del interior y hace circular los electrones hacia el polo positivo de la pila. Se recicla como chatarra de acero en hornos eléctricos de la industria siderúrgica para obtener nuevo acero. Dióxido de manganeso: APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 31 Recoge los electrones y los manda al polo positivo, a través del tubo de acero. Se recicla, conjuntamente con el zinc, en hornos rotatorios para extraer nuevos materiales para la industria metalúrgica. Además, tiene múltiples aplicaciones como material de relleno y en la construcción. Zinc: Hace circular los electrones hacia el polo negativo (abajo) a través del colector, de hierro que está en el medio de la pila y sujeto a la base. Al igual que el manganeso, se recicla en hornos rotatorios para obtener nueva materia prima. También puede reutilizarse directamente en la industria del acero en procesos de galvanizado. Pieza de cierre y colector: Está situada en el centro de la pila y canaliza el flujo de electrones hacia el polo negativo. Es reciclado como chatarra de acero en hornos eléctricos de la industria siderúrgica para la obtención de nuevo acero. ¿Cuál es el promedio de reciclaje de los elementos de las pilas alcalinas? Fracciones férreas (acero, latón): 20-30% Aplicación: Fabricación acero Fracciones no Férreas (Zinc, óxido de manganeso, plomo, estaño): 60-75% Aplicación: Producción de zinc y plomo Plástico y cauchos: 5-10% con destino a valorización energética POR CADA TONELADA DE PILAS ALCALINAS RECOGIDA PUEDEN RECUPERARSE MÁS DE 300 KILOGRAMOS DE ZINC Y 250 DE HIERRO Y NIQUEL QUE SE UTILIZAN PARA FABRICAR DE NUEVO TODO TIPO DE OBJETOS: DESDE TENEDORES Y CUCHARAS PARA LA MESA, HASTA MATRÍCULAS DE COCHE, BATERÍAS NUEVAS Y PANELES FOTOVOLTATICOS. APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 32 La industria petroquímica en multiprocesos genera residuos provenientes de los procesos de catálisis, que contienen diferentes metales pesados como Cu, Co, Ni, V, Mo, Zn. Los catalizadores de cobre usados que, por lo general, tienen concentraciones de cobre puro que oscilan entre un 15 % y un 60 %, utilizados en gran variedad de aplicaciones petroquímicas, y pueden contener grandes cantidades de otros metales, como Mn, Zn y Cr. Para recuperar metales preciosos de catalizadores usados, muchos métodos son usados: hidro y pirometalúrgicos; pero ninguno de estos métodos es universal para tratar todo tipo de catalizadores gastados. Estos métodos de recuperación también tienen algunas desventajas: los métodos pirometalúrgicos requieren equipos especiales, para alcanzar la temperatura deseada, y no solo son costosos sino tienen alto consumo de energía. La aplicación de métodos hidrometalúrgicos requiere resolver el problema de emisiones nocivas generadas durante el proceso. APROVECHAMIENTO Y VALORIZACION DE CORRIENTES DE RESPEL 33 BIBLIOGRAFIA 1- ALCALDIA MAYOR DE BOGOTA. MANUAL DE NORMAS Y PROCEDIMIENTOS PARA LA GESTION DE ACEITES USADOS. 2- DOMINGUEZ M.C- DOMINGUEZ S. – ARDILA A. 2016). FITORREMEDIACIÓN DE MERCURIO PRESENTE EN AGUAS RESIDUALES PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA MINERA 3- ECOPORTAL.NET. (2012). RIESGOS PARA LA SALUD Y EL AMBIENTE DE LÁMPARAS BAJO CONSUMO Y TUBOS FLUORESCENTES. 4- LOPEZ MUÑOZ M.J.-AGUADO J. (2011). ELIMINACION FOTOCATALITICA DE MERCURIO EN DISOLUCIONES ACUOSAS 5- MARTINEZ JAVIER. (2005). GUIA PARA LA GESTION INTEGRAL DE RESIDUOS PELIGROSOS. Tomo 1 6- MARTINEZ JAVIER. (2005). GUIA PARA LA GESTION INTEGRAL DE RESIDUOS PELIGROSOS. Tomo 2 7- MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. (2005) POLITICA AMBIENTAL PARA LA GESTION DE INTEGRAL DE RESIDUOS O DESECHOS PELIGROSOS. 8- ORTIZ N.E. (2013). 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