Información Técnica
Decoloración de Colorante Azoico por Técnicas
Químicos, Físicos y Biológicos
Dr. Mark Moskovitz y Gary Witman, MD
La industria textil utiliza más de 10,000
diferentes tintes y pigmentos, con la producción
anual en todo el mundo a punto de 2,000,000
toneladas. La clase de tinte azoico sintético es
con mucho del colorante más utilizado, lo que
representa más del 50% de toda la producción de
tinte. Hay más de 2,000 colorantes azoicos
estructuralmente diferentes en el uso comercial.
Muchas diferentes técnicas se utilizan en un
intento de eliminar con eficacia y eficiencia
los colorantes azoicos de los efluentes de aguas
residuales de la industria textil y otras
industrias relacionadas con medio de contraste,
entre los que son los de cuero, alimentos,
cosméticos, fotografía en color, la industria
farmacéutica y de productos de papel.
Por tantas razones medioambientales y sanitarios,
es esencial para eliminar por completo estos
colorantes azoicos antes de que lleguen a los
efluentes que salen a la aprobación de la
gestión de abastecimiento de agua tanto como los
tintes y sus productos de degradación
intermedios que son mutagénicos y pueden
convertirse en cancerígenos en condiciones
anaeróbicas. Cantidades significativas de estos
tintes se pierden durante el proceso de tintura.
Dependiendo de la clase de tinte, esta pérdida
en las aguas residuales pueden ir del 2% de la
concentración original de los colorantes básicos,
hasta un máximo de 50% para los tintes reactivos,
con una pérdida media global del 15%. El tinte
azoico que contiene los efluentes, decolora el
agua y aumenta la demanda bioquímica de oxígeno
del agua contaminada, (Refieren al documento
previa de la Utilización Técnico Especializado
de la Alúmina Activada para la Decoloración por
Moskovitz y Witman) creando condiciones de
anoxia que pueden ser letales para las especies
acuáticas. La concentración en masa de la
mayoría de tintes azoicos que contiene descargas
de aguas residuales está en el rango de 10-50 mg
/ litro de efluente.
Colorantes azoicos que se caracterizan por el
nitrógeno en nitrógeno dobles enlaces (-N = N-).
Ellos contienen al menos un año y hasta cuatro
grupos azoicos generalmente unidos por dos
radicales de los cuales al menos uno, pero por
lo general ambos son grupos aromáticos. El color
de los colorantes azoicos se determina por los
enlaces azoicos y sus asociados y auxochromes
cromóforos. El cromóforo es una configuración
radical que consiste en dobles enlaces
conjugados con electrones deslocalizados. Un
auxochrome es un grupo funcional de los átomos
con electrones no enlazantes que cuando está
conectado a un chromaphore se altera tanto la
longitud de onda y la intensidad de la absorción,
y como tal es capaz de incrementar el color de
cualquier compuesto orgánico. Bonos azoicos son
los bonos más activos en las moléculas de
colorantes azoicos, que pueden romperse a través
de la oxidación por radicales hidroxilo o
reducido por los electrones. El desglose de
estos bonos azoicos lleva a la decoloración de
los tintes.
Sin embargo, porque el objetivo de coloración es
proporcionar a la permanencia del color, los
colorantes azoicos se fabrican para ser
resistente al ataque biológico, la luz, el calor
y la oxidación. Como se señaló anteriormente,
muchos procesos han sido investigados para
aclarar el color de las aguas residuales
textiles. Ningún sistema ha demostrado a escala
industrial para proporcionar una solución
satisfactoria. Muchos métodos físicos y químicos
pueden ser costosos y pueden no ser eficaz. Los
métodos físicos y químicos que se han utilizado
para la eliminación de colorantes azoicos
incluyen adsorción, coagulación y procesos de
membrana. tecnologías de membrana son muy
efectivos, pero utilizan cantidades
significativas de energía. Por otra parte, los
procesos biológicos desarrollados hasta ahora
han sido relativamente ineficaz.
Colorantes azoicos que normalmente son
resistentes a la biodegradación, debido a sus
complejas estructuras. Muchos tintes azoicos
diferentes de bacterias y hongos microorganismos
degradantes han sido probadas en un intento de
identificar una solución asequible biológicos
para la decoloración de los colorantes azoicos
que puedan llevarse a cabo dentro de un período
de tiempo de minutos a horas. Degradación de
colorantes azoicos, por las bacterias se obtiene
cortando las enzimas bacterianas azoreductase
azoicos bonos, seguida por la degradación
anaeróbica principalmente posteriores
resultantes de las aminas aromáticas.
Responsables fragmentos de DNA bacteriano se han
aislado los genes y azoreductase se han clonado.
El cuello de botella de esta secuencia es la
reducción anaeróbica, que es un proceso lento
acelerado mediante el uso de catalizadores tales
como quinonas como mediadores redox. Los
mediadores redox quinona que actualmente están
siendo utilizados son
1,2-napthoquinone-4-silfonate (NQS) y
anthraquionone 2,6-disulfonato (AQDS). La
adición de quinonas inmovilizada aumentos de
hasta 8 veces la tasa de decoloración, con la
transferencia de estos mediadores de electrones
equivalentes de reducción de un electrón co-substrato
a la vinculación azoicos.
Otro enfoque biológico que se está mirando sobre
una base a gran escala es el uso de hongos de
pudrición blanca, con las modificadoras de
ligninas no específicos de enzimas extracelular
(LME) de estos hongos, son capaces de degradar
muchos tintes. Con los hongos, decoloración se
produce por la degradación aeróbica
ligninolíticos en asociación con peroxidasa de
lignina. Lamentablemente, el largo ciclo de
crecimiento de hongos y la tasa de decoloración
moderada de hongos limitan la utilidad de esta
técnica.
Procesos de oxidación avanzada han sido
examinados y se caracterizan por la producción
de radicales hidroxilo (OH-) como el oxidante
primario. El reactivo de Fenton es un oxidante
eficaz, pero produce una gran cantidad de Fe
(OH) 3 precipitado, así como la contaminación
del agua adicionales causados por el catalizador
que se ha añadido en forma de sal. Algunos
investigadores han intentado usar metal de
hierro cero valente (Fe 0), pero con éxito
limitado.
Un sistema superior puede estar en un
planteamiento en dos fases utilizando un paso de
pulido inicial con carbón activado, seguido por
el uso de alúmina decolorante que es
especialmente activada. El uso de carbón
activado reside en la capacidad para conducir
electrones, además de ser un mediador redox que
contiene estructuras de superficie quinónica,
así como otros grupos funcionales, como los
anillos aromáticos. Una alta concentración de
colorante sobre la superficie del carbón ayuda
de transporte de electrones desde el donante de
electrones de acetato a la vinculación azoicos
desde la catálisis tiene lugar principalmente en
la capa de adsorción.
Como esta discutido en su documento anterior, el
uso de alúmina activada decolorante fue diseñada
inicialmente para la eliminación del color de la
cosecha de compuestos taxanos de la corteza y
las agujas de los árboles del Tejo Pacífico. Las
modificaciones fueron introducidas en el tamaño
de los poros, la distribución de las partículas
y el pH de la alúmina especialmente diseñado.
Posteriormente, se determinó que estas
modificaciones realizadas para la eliminación
del color a partir de compuestos taxanos también
son adecuadas para la eliminación de los
compuestos azoicos.
La ventaja de usar alúmina activada para atar y
decolorar colorantes azoicos se encuentra en las
propiedades anfóteras de alúmina. Los dos
colorantes ácidos y básicos son capaces de
unirse a la misma partícula. Esta propiedad
única de alúmina decolorante, unido a la
capacidad para reactivar la alúmina a
temperaturas superiores a 400 C y la
reutilización de la alúmina hace que este método
sea el más rentable para la extracción de
colorantes azoicos.
Además, el método más efectivo para la
eliminación de la escala industrial de tintes
azoicos pueden residir en el uso de un reactor
en tándem en el que se elimina los residuos
tintes azoicos en un proceso de dos pasos. En el
primer paso, el carbón activado se utiliza como
mediador redox y lavador. El pulido se realiza
utilizando luego alúmina activada especializada,
con el vacío de descarga de efluentes de color.
Este proceso de dos pasos de decoloración física
es más económico, seguro, eficiente y
reproducible que cualquier otro método de
procesamiento disponible en los comercios.
Las ventajas que ofrece el uso de la aplicación
de métodos de adsorción de alúmina activada y
carbón activado más que superan las ventajas
teóricas que podrían derivarse del uso de
sistemas biológicos basados en bacterias u
hongos.
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Alúmina Introducción y panorama
