Evaluación técnica, económica y ambiental del tratamiento de efluentes de blanqueo de celulosa mediante ozonización.
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Date
2012
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
Los efluentes de blanqueo de celulosa Kraft contienen una gran cantidad de compuestos tóxicos de baja degradabilidad, por lo tanto es de suma importancia desarrollar mediante técnicas de oxidación avanzada alternativas para depurar los efluentes líquidos provenientes de las operaciones de blanqueo. En este trabajo se plantea evaluar técnica, económica y ambientalmente el uso de ozono para depurar efluentes ácidos y alcalinos de blanqueo de pulpa celulósica de pino. Para ello, se estudió el efecto del tiempo de ozonización sobre la remoción de la carga orgánica, fenol y color de los efluentes mencionados. En base a estos resultados se determinó el potencial impacto ambiental de dicho tratamiento, utilizando un enfoque de ciclo de vida, y se estimó el costo de inversión y operación correspondiente. Se utilizó un ozonizador a escala de laboratorio para oxidar los efluentes de blanqueo obtenidos de una planta de celulosa local. Los resultados experimentales demuestran que la degradación de los compuestos aromáticos es mayor para los efluentes alcalinos. En el caso del efluente ácido, la degradación de compuestos orgánicos presenta menor eficiencia, debido a que a bajo pH, el proceso de ozonización favorece una oxidación directa del ozono molecular, que es más selectiva y menos potente que la oxidación mediante radicales libres. Se desarrolla la factibilidad ambiental del proceso de ozonización de efluentes de blanqueo mediante la técnica de ACV. Se considera la energía eléctrica como la entrada primordial y, por tanto, produce la mayor cantidad de emisiones y residuos durante el ciclo de vida del proceso. Se comparan los resultados de los impactos, categorías de impacto y ponderación de daños ambientales utilizando el software Simapro 7.3, para la generación eléctrica de bajo voltaje, gas natural y una mezcla de los subsistemas de generación de petróleo crudo y gas natural que son comparables a la realidad nacional. El presente estudio ha mostrado que el subsistema de generación de energía eléctrica utilizando una mezcla de petróleo crudo y gas natural como la principal fuente de los impactos ambientales en los procesos de ozonización a escala industrial, por lo tanto, el criterio ambiental más importante a tener presente por parte de investigadores e ingenieros es aumentar al máximo la eficiencia de la energía convencional ó la implementación de energías alternativas en la aplicación del proceso de ozonización a escala productiva.
Se desarrollo la factibilidad económica del proceso de ozonización de efluentes de blanqueo utilizando como referencia un consumo eléctrico por ozono alimentado al reactor de 16 kWh/Kg O3 y la razón entre el ozono alimentado al reactor y la DQO removida en proporción 1:1. Obteniendo que los costos eléctrico del proceso de ozonización se encuentran en el rango de US$0,8 a US$2,4/m3 dependiendo del nivel de remoción de carga orgánica requerido. El escenario factible para el uso de ozonización requiere una fuente barata de energía eléctrica. En las plantas de celulosa, la electricidad excedente se vende al SIC. Sin embargo, hay períodos de baja demanda, por lo que esa electricidad excedente puede ser utilizada en tratamientos internos, incluida la ozonización de efluentes de blanqueo.
Description
Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Químico/a.
Keywords
Celulosa, Blanqueo, Ozono