Eliminación de compuestos fenólicos de aguas residuales

Muchos efluentes industriales de diversos orígenes presentan como principal carga contaminante diversos compuestos fenólicos, cuya toxicidad es ampliamente conocida. Es evidente, por tanto, el esfuerzo investigador y económico que se ha dedicado en los últimos años a solucionar el problema de la presencia de fenol y sus derivados en vertidos líquidos. 

            Aunque los compuestos clorofenolicos pueden ser eliminados mediante diferentes métodos incluyendo tratamientos físicos, químicos y biológicos, ninguno de ellos es un método claramente ventajoso que permita eliminar estos compuestos de forma rápida, eficaz y con bajo coste. De entre las diferentes alternativas propuestas el tratamiento enzimático parece ser uno de los más atractivos por el bajo coste (ya que se realiza en condiciones de operación suaves) y se obtienen buenos rendimientos. La enzima más ampliamente utilizada para la eliminación de compuestos fenólicos es la peroxidasa y, de entre ellas, las de origen vegetal, como la de soja (SBP). Estas enzimas catalizan la oxidación de fenoles, en presencia de peróxido de hidrógeno, provocando la formación de un polímero insoluble que es fácilmente separable del medio de reacción.

            A la hora de desarrollar un proceso industrial es preferible trabajar con sistemas en continuo ya que el proceso puede ser automatizado, se disminuyen los costes de operación, es posible operar durante periodos más largos y trabajar con concentraciones iniciales altas del compuesto a eliminar. Para trabajar con enzimas en procesos continuos hay que inmovilizar la enzima en algún tipo de soporte para evitar la pérdida de la misma durante el proceso. El uso de membranas para retener la enzima en un proceso continuo se plantea como alternativa a la inmovilización de la misma. La ultrafiltración es un proceso de membrana que se utiliza para la separación selectiva de compuestos de alto peso molecular, como en nuestro caso las enzimas. De la diversidad de membranas existentes en el mercado, para la realización de este trabajo se han elegido las membranas de polisulfona ya que éstas pueden ser utilizadas en un amplio rango de temperatura y pH, tienen buena resistencia al cloro, tienen un amplio rango de tamaños de poro disponibles y tienen buena resistencia química.

          El proceso de eliminación de 4-clorofenol en este tipo de sistema de reacción-separación ha sido estudiado comprobando la influencia de las distintas variables de operación sobre la conversión de 4-clorofenol. 

            Tras realizar los distintos ensayos se ha comprobado que en todos los casos se elimina grandes cantidades de 4-clorofenol. Aunque la conversión en el reactor solo se mantiene constante durante los primeros 40 minutos en algunos casos, a la salida del sistema completo (reactor tanque continuo + membrana) siempre se obtiene una corriente de permeado de conversión prácticamente constante. Actuando la membrana de algún modo como soporte de la inmovilización de la enzima.