Recuperación de fenol de efluentes industriales de elevada concentración mediante membranas líquidas

Resumen

Esta tesis doctoral es una contribución mas al desarrollo de procesos de separacion orientados al tratamientos de efluentes para la recuperacion de materias primas y compuestos de interes. El estudio ha sido aplicado a la recuperación de fenol contenido en efluentes procedentes de la fabricación de resinas fenólicas, en los que se encuentra en muy altas concentraciones y en presencia de formaldehído. Para llevar a cabo la separación se han seleccionado tecnolologías basadas en la utilización de Membranas Líquidas utilizando contactores de fibra hueca. La aplicación desarrollada favorecería, por lo tanto, la recuperación de materias primas, así como la reducción del volumen de residuos generados en el proceso productivo. En una primera etapa y tras caracterizar los efluentes residuales industriales, se ha procedido a la definición del sistema físico-químico para llevar a cabo la separacion basada en las etapas de extracción y re-extracción de fenol. Para ello se consideró la información bibliográfica relativa así como la existente en el propio grupo de investigación. Trás la selección de queroseno y Cyanex 923 como agentes extractantes, e hidróxido de sodio como agente de re-extracción, se planificó un estudio experimental dirigido a caracterizar los equilibrios de extracción de las especies mayoritarias: fenol y formaldehído. Este estudio analizó la influencia de la concentración inicial de extractante Cyanex 923 en la extracción y re-extracción así como la influencia del pH de la fase acuosa de alimentación. Se definió un rango óptimo de concentración de Cyanex 923 para permitir la máxima recuperación de fenol así como las expresiones matemáticas y parámetros que permiten describir la influencia de las variables de operación en el equilibrio de extracción del fenol. Finalmente, y una vez caracterizados los equilibrios de extracción del fenol, se procedió a realizar el análisis experimental y modelado cinético del proceso de recuperación de fenol. Tras la selección de la tecnología de pertracción en emulsión, en la que se empleó un contactor de membranas Liqui-Cel® Extra-Flow 2,5x8 con fibras Celgard X-30 con un área efectiva de 1,3 m2, se llevó a cabo una planificación experimental para el estudio de la influencia de las variables de operación. Se estudió la influencia de la concentración de la alimentación y la composición de la fase orgánica. El estudió concluyó con el modelo cinético y con la obtención de los parámetros característicos de transporte de materia del sistema, el coeficiente de transporte en la membrana (Km) y el coeficiente de transporte de materia en la película difusional que rodea la fase re-extractante (Ko.Av).