Control de Emisiones Gaseosas

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Peróxido de Hidrógeno 
 
Es eficaz en el control de las emisiones de H2S, SOx y NOx (sulfuro de hidrógeno, óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno). Añadido en el agua que circula en torres de lavado, convierte H2S en H2SO(sulfuro de hidrógeno en ácido sulfúrico), SO2en H2SO(dióxido de azufre en ácido sulfúrico) y NO y NO2en HNO(óxido de nitrógeno y dióxido de nitrógeno en ácido nítrico). No genera residuos sólidos como productos de tratamiento.

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Tratamiento de Sulfuros

Sulfuros 


La generación de olores ofensivos en efluentes, aguas residuales domésticas y otras instalaciones de tratamiento de aguas residuales se debe principalmente a la acción de  bacterias reductoras, que actúan anaeróbicamente sobre sulfatos presentes en el medio. En refinerías y terminales de petróleo, las aguas de producción y de procesos se presentan contaminadas debido a la existencia natural de sulfuros en lo petroleo.


Problemas causados ​​por sulfuros: 

Olor 

El desagradable olor ofensivo del H2S es bien conocido y ya se nota en concentraciones a partir de 0,3 ppm.

En concentraciones más elevadas, el gas inhibe la acción del sistema olfativo, eliminando un factor que serviria de alarma en una situación de peligro.


Toxicidad 

Los sulfuros constituyen una amenaza al medio ambiente, porque son venenosos para la vida acuática en general.

Los sulfuros constituyen una amenaza al medio ambiente, porque son venenosos para la vida acuática en general.

El sulfuro de hidrógeno también es tóxico y, en concentraciones mayores que 1.000 ppm en el aire, puede causar la muerte en minutos. Irritación de los ojos y del tracto respiratorio, dolor de cabeza y sensación de cansancio son los síntomas de la exposición a concentraciones superiores a 5 ppm. 

Debido a su alta volatilidad, el peligro planteado por lo gas sulfuro de hidrógeno es de la misma orden de gas de cianuro.


Corrosión 

La corrosión causada por el sulfuro de hidrógeno es el factor que más contribuye para la degradación de las tuberías, bombas y de plantas de tratamiento de efluentes /, mismo de las partes de concreto.


Acción desfavorable sobre el tratamiento biológico

En concentraciones elevadas, los sulfuros son tóxicos para el tratamiento biológico, lo que puede reducir la eficiencia del proceso y hasta inhibir la actividad microbiana. En la práctica, para que no sean producidas perturbaciones de la biomasa activa, la concentración de los sulfuros no debe exceder de 25 mg / L. Y debe mantenerse tan constante como sea posible, ya que las variaciones que causan choques también afectan la actividad biológica en los procesos. La presencia de sulfuros en el efluente también favorece el crecimiento de bacterias filamentosas en los procesos de tratamiento por el lodo activado.



Oxidación de los sulfuros por el peróxido de hidrógeno: 

El peróxido de hidrógeno promueve la oxidación parcial de sulfuros a compuestos intermediarios , que no emiten malo olor y que pueden ser tratados con aireación, de manera eficiente y a bajo costo.

Sulfuros se forman de acuerdo con las siguientes reacciones:


H+ + HS- ↔ H2S (Medio neutro ou ácido
HS- 
 H+ + S2- (
Medio básico


En medio básico hay especies de bajo poder corrosivo: HS-y S2-, con una concentración de H2S bajo (menos de 1% de azufre disuelto). Pero, en este intervalo de pH ni aguas residuales domésticas ni efluentes industriales pueden ser desecargados en ríos.


En medio ácido o neutro la principal reacción de oxidación de sulfuro de hidrógeno ocurre como sigue:

 

H2S + H2O2  S(s) + 2 H2O


Donde gran parte del sulfuro se convierte en azufre elemental. El resto consiste en diferentes compuestos solubles de azufre, que de acuerdo con su estructura puede ser oxidados posteriormente.


La reacción es relativamente lenta en medios ácidos, pero puede ser catalizada por iones de metales de transición. Después de la adición de hierro disuelto (como sulfato de hierro (III)), la reacción se completa en minutos, hasta en temperatura ambiente.


En reacciones en medio alcalino, la oxidación se produce de acuerdo con la siguiente ecuación:

 

S2- + 4 H2O2  SO42- + 4 H2O


En este caso, la reacción es más rápida que en medio ácido. En temperatura ambiente, ella se concluye en pocos minutos, hasta sin la adición de catalizadores. Para evitar los subproductos, la proporción de peróxido utilizada debe ser superior a la estequiométrica.


Hay básicamente cuatro maneras prácticas y económicamente viables para efectuar la oxidación de sulfuros con peróxido de hidrógeno:


  • Oxidación Completa
  • Oxidación Preventiva
  • Oxidación Auxiliar
  • Pulimento


Oxidación completa 

La oxidación completa de los sulfuros en sulfatos por el peróxido de hidrógeno es utilizada preferiblemente en plantas con un gran flujo de efluentes que contienen sulfuros y una pequeña área de tratamiento, o por los que todavía están construyendo su sistema de tratamiento de efluentes.

También se puede utilizar en caso de fuga accidental, inoperancia momentánea de la planta de tratamiento, y en casos de emergencia.


Oxidación preventiva 

Cuando se utiliza como una medida preventiva a el desarrollo de sulfuros, el peróxido de hidrógeno es usado principalmente como una fuente de oxígeno, inhibiendo el desarrollo de bacterias reductoras de sulfato en las aguas residuales y efluentes. La generación in situ de oxígeno se produce por la descomposición espontánea del peróxido:

H2O2 → H2O + ½ O2


Oxidación auxiliar 

Para los casos que ya realizar parte de la oxidación del efluente mediante aireación o inyección de oxígeno, el peróxido de hidrógeno actúa como refuerzo, ya que la pre-adición de cantidades suficientes para una oxidación parcial del efluente inmediatamente elimina el olor y acelera la operación de aireación subsiguiente, asegurando una alta eficiencia del proceso.


Pulimento

Una etapa de pulimento final puede ser indicada para la adecuación del efluente a las condiciones exigidas por los organismos de control ambiental. En el caso del efluente, al final del tratamiento, aún tener un contenido de sulfuros por encima de las normas descarga, puederá ser adecuado rápidamente con una pequeña dosis de peróxido de hidrógeno. 


Desinfección

Para cumplir con las condiciones legales de baño, la descarga de aguas residuales en cuerpos receptores de ríos y mares, que prevén el uso para recreación de contacto primario, debe ir precedida de de desinfección buscando la eliminación de coliformes termotolerantes. Para esta aplicación, la acción oxidante del peróxido de hidrógeno ay funciona como una de desinfección primera etapa, reducindo la carga de ácido peracético requerida para la completa eliminación de microorganismos patógenos.

Tratamiento de SOx (óxidos de azufre)

Gases que contienen SO2 (dióxido de azufre) y SO3 (trióxido de azufre) se generan en diversas operaciones pirometalúrgicas y de la quema de combustibles (carbón y óleo), y son reconocidamente generadores de lluvia ácida, de ahí la necesidad de tener sus emisiones controladas.

El peróxido de hidrógeno es utilizado eficazmente para el tratamiento de estos gases en torres de lavado (scrubbers) convertiendo el SO2 a ácido sulfúrico utilizable - y con la importante característica de no generar residuos sólidos.

La reacción del proceso es simple y muy rápida - mismo a temperatura ambiente:


SO2 (g) + H2O2 (aq) → H2SO4 (aq) 

 

Tratamiento de NOx (óxidos de nitrógeno)

Las emisiones de gases nitrosos NOx, son reconocidamente tóxicas, formadoras de la lluvia ácida y contribuyentes al efecto invernadero, de ahí la necesidad de ser controladas. Las estrategias de control pasan por i) eliminación en la fuente, ii) reducción de sus niveles en torres de absorción.

La supresión de NOx en la fuente puede ser conseguida con la adición de peróxido de hidrógeno a los baños de tratamiento superficial de aleaciones que utilizan ácido nítrico, de modo que el gas NOx generado como un producto de tratamiento se convierte en HNO3 dentro del propio baño - ahorrando HNO3 y eliminando la necesidad de tratamiento de gas.

La reducción de sus niveles en torres de lavado de gases se constituye de la absorción y oxidación de los gases nitrosos en una solución acuosa en que se añade peróxido de hidrógeno, que oxida rápidamente y eficientemente NO y NO2 para producir un efluente con HNO3, que puede ser reutilizado o fácilmente neutralizado.

Las reacciones correspondientes son:


2 NO2 (g) + H2O2 (aq) → 2 HNO3 (aq) 

NO (g) + NO2 (g) + 2 H2O2 (aq)
 → 2 HNO3 (aq) + H2O (aq) 

2 NO (g) + 3 H2O2 (aq)
 → 2 HNO3 (aq) + 2 H2O (aq)