Linda González, Eleazar Escamilla

Estudio de la Degradación de un Colorante Azo Rojo Reactivo en un Biorreactor Anaerobio de Flujo Ascendente


1Linda González y 2Eleazar Escamilla
1Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica, Parque Tecnológico Querétaro Sanfandila, 76703 Sanfandila, Pedro Escobedo, Qro., México, Tel. +52(442)2116034, e-mail: lgonzalez@cideteq.mx. www.cideteq.mx 2Instituto Tecnológico de Celaya, Departamento de Ingeniería Química, Ave. Tecnológico y Antonio García Cubas S/N, Celaya, Gto., C.P. 38010, México, Tel. +52(461) 6117575, Eleazar@iqcelaya.itc.mx. www.itc.mx


La industria textil utiliza en sus procesos colorantes azoicos los cuales son considerados xenobióticos debido a su dificultad para degradarse. Los colorantes reactivos son altamente solubles en agua debido a los grupos sulfonados en su molécula. En este proyecto se estudió la degradación del colorante rojo reactivo 272 bajo condiciones anaerobias en un reactor anaerobio de flujo ascendente con lecho fijo (UAFB), utilizando carbón activado como soporte.
Se estudiaron las condiciones de degradación del colorante a nivel matraz y se analizó el efecto del pH de la solución. La cantidad de carbón activado y de inóculo utilizados son los factores clave en la degradación, obteniendo mayores porcentajes de remoción a pH 5, de 87 a 97%. Los factores que influyeron principalmente a la eficiencia de remoción de color en el reactor fueron la concentración inicial de colorante y cantidad de dextrosa (sustrato donador de electrones), y a la remoción de DQO, el tiempo de residencia.
La cinética de reducción se estudió a nivel matraz y en continuo y se observó que la velocidad de reacción disminuye al aumentar la concentración, además, los perfiles respecto al tiempo mostraron un comportamiento no lineal. Por lo tanto, se propuso un modelo cinético con cambio de orden.
Los productos de degradación del colorante fueron identificados en el efluente del reactor; estos fueron principalmente compuestos alifáticos como ácidos carboxílicos, alcoholes y amidas. Es posible encontrar algunos compuestos aromáticos como fenoles y naftalenos en el efluente, pero esto depende del tiempo de residencia al cual opere el reactor. Se propuso también un mecanismo de degradación anaerobia para el colorante.
Se realizaron estudios de distribución de tiempos de residencia en el reactor determinando que el flujo en éste es de tipo pistón con dispersión axial. Con base en los resultados, se propuso un modelo matemático basado en un balance general para el flujo de colorante a lo largo del reactor y un balance para la biopartícula compuesta por dos regiones: un núcleo de carbón activado y la biopelícula. El modelo considera que la reacción se lleva a cabo en la fase líquida y en la biopelícula mediante el modelo cinético propuesto. Los resultados mostraron los perfiles de concentración a lo largo del reactor y dentro de la biopartícula a distintas concentraciones de colorante y a distintos valores de tiempo de residencia; estos revelan una rápida saturación y un rápido alcance de equilibrio, y predicen una menor remoción al aumentar la concentración de colorante en el influente.
En el reactor UAFB se lleva a cabo la degradación por medio de un proceso de adsorción-biodegradación. El CA adsorbe e interactúa como mediador redox. Por lo tanto, la degradación de colorantes azo por este tipo de proceso es abiótico-biótico.