22/02/2021 por Amapex Environment

Tratamiento Enzimático de aguas residuales

La ingente cantidad de contaminantes procedentes de las actividades industriales representa una amenaza para el equilibrio ecológico y medioambiental. Compuestos orgánicos clorados, hidrocarburos aromáticos policíclicos, pesticidas, dioxinas, tintes industriales y otros xenobióticos están entre los contaminantes más significativos a nivel industrial. Una gran variedad de estos xenobióticos son sustratos para diferentes tipos de enzimas, consecuentemente, […]

La ingente cantidad de contaminantes procedentes de las actividades industriales representa una amenaza para el equilibrio ecológico y medioambiental.

Compuestos orgánicos clorados, hidrocarburos aromáticos policíclicos, pesticidas, dioxinas, tintes industriales y otros xenobióticos están entre los contaminantes más significativos a nivel industrial.

Una gran variedad de estos xenobióticos son sustratos para diferentes tipos de enzimas, consecuentemente, susceptibles a la transformación enzimática.

 

Clasificación de las enzimas

Las enzimas son proteínas especializadas en la catálisis de las reacciones biológicas, esto significa que aceleran la transformación de un compuesto orgánico en otro, y son producidas por un gran número de microorganismos y plantas.

Las enzimas se clasifican en seis grupos en función del tipo de reacción que catalizan y, prácticamente en todos ellos existen enzimas que son utilizadas actualmente en procesos industriales:

  • Hidrolasas
  • Isomerasas
  • Liasas
  • Ligasas
  • Oxidorreductasas
  • Transferasas

Tratamiento de aguas residuales por método enzimático
El método enzimático es un tratamiento biológico que tiene por objetivo mejorar el efluente hídrico, a través del suministro de enzimas para la disminución o eliminación de toxicidad del agua mediante la transformación de los contaminantes.

Consiste en la obtención, manipulación y modificación de enzimas para su aplicación y utilización con fines industriales en diversos campos.

Estas enzimas pueden ser incorporadas en el tratamiento y depuración de aguas por uso:

  • Directo.
  • Células microbianas.
  • Plantas enteras o sus tejidos.

Muchas de estas enzimas catalizan una gran variedad de reacciones. Antes de querer extraer una enzima de alguna fuente se debe tomar en cuenta para qué se va a utilizar esta enzima.

Además, se necesitará de un determinado método de obtención, determinar la concentración de las enzimas para establecer si la fuente utilizada es viable.

Cada tipo de enzima puede ser capaz de degradar contaminantes específicos y catalizar reacciones químicas. Por lo tanto, ciertas enzimas pueden tratar solo ciertos tipos de contaminantes orgánicos.

Sustratos tales como fenoles, clorofenoles, fenoles metilados, bifenoles, anilinas, bencidinas y otros heterocíclicos compuestos aromáticos que se encuentran bajo condiciones diluidas y son menos sensibles a perturbaciones operacionales, también pueden ser tratados por enzimas.

Beneficios del tratamiento enzimático de aguas residuales en la industria

Emplear enzimas en el tratamiento de las aguas residuales de origen industrial plantea múltiples beneficios:

  1. Transformación biológica de los contaminantes presentes en el agua residual.
  2. Disminución de la toxicidad de agua mediante la transformación de los contaminantes.
  3. Forman parte de un medio ambiente sostenible, ya que son sustancias naturalmente biodegradables.
  4. Su utilización no requiere equipos resistentes a presión, calor o corrosión, ahorrando dinero y energía.
  5. Pueden sustituir o reducir la utilización de sustancias químicas contaminantes en distintos tipos de industrias.
  6. Se producen ecológicamente a partir de organismos vivos. Además, las modernas técnicas de la biología molecular permiten mejorar los procesos de producción y desarrollar nuevas enzimas y nuevos campos de aplicación.
  7. Son muy específicas en cuanto al sustrato que van a procesar.

Tratamiento de aguas residuales en la industria textil
Uno de los mayores retos a los que ha de enfrentarse la industria textil es el procesamiento de sus efluentes con altas cargas de contaminantes, los cuales representan un problema ambiental, debido a que contienen, entre otras sustancias químicas, remanentes de los colorantes empleados en la tintura de los tejidos.

En los procesos de tintura textil encontramos compuestos orgánicos como fenoles, fenoles clorados, compuestos aromáticos y en ciertos colorantes se utilizan principalmente las enzimas peroxidasas y las lactasas.

Este tipo de compuestos dificulta su eliminación con métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales, debido a que la mayoría de los sistemas basados en tratamientos físico químico son costosos y requieren de gran cantidad de energía y reactivos.

En esta línea, la biotecnología ofrece una alternativa de tratamiento y depuración de aguas residuales.

Estas enzimas por su capacidad para catalizar reacciones en presencia de peróxidos, como peróxido de hidrógeno y polimerizar fenoles y compuestos aromáticos, han sido extraídas por métodos exitosos.

Una de las ventajas del método enzimático es que, además de que catalizan la decoloración, se puede alcanzar la completa mineralización del colorante.

Por otra parte, existe un gran número de microorganismos que son capaces de degradar y eliminar el color de las aguas residuales mediante diferentes mecanismos, tales como la bioadsorción, la biodegradación aeróbica o anaeróbica y la producción.

Tratamiento enzimático de aguas con lacasas
Las lacasas son enzimas con actividad fenoloxidasa, pertenecientes al grupo de las oxidorreductasas multicobre, caracterizadas por poseer átomos de cobre en su centro activo.

Presentan gran especificidad para un importante número de compuestos no biodegradables, presentes en los afluentes de los procesos textiles, por lo cual se empezó a utilizar en tratamientos de efluentes industriales.

La actividad enzimática de la lacasa cataliza la oxidación de varias sustancias aromáticas e inorgánicas (en particular fenoles) con la reducción concomitante de oxígeno al agua. También, es capaz de eliminar los fenoles a través del proceso de polimerización. Funciones que corroboran el interés biotecnológico de la misma.

Figura 1. Mecanismo propuesto de la ruta de degradación bacteriana de índigo carmín.
Un ejemplo a escala de laboratorio de esto es la degradación bacteriana del tinte índigo carmín, el cual puede ser transformado a través de la transferencia de electrones de la lacasa y por descarboxilación a un metabolito, como producto estable final de oxidación (Figura 2).

La función de la lacasa es incrementar la susceptibilidad del tinte hacia el ataque hidrolítico por el agua.

 

Imagen 1. Efluente de EDARI de industria textil (Tonella, Italia), se puede apreciar la coloración producto de la mezcla de tintes textiles presentes en el proceso industrial, posible piloto para el sistema Smart Doser Unit (SDU) de Amapex.

El SDU es un dispositivo activador y dosificador inteligente del principio activo, en este caso enzimas para el tratamiento de aguas residuales, que ha sido diseñado y fabricado bajo supervisión de Amapex.

Si desea más información sobre el tratamiento enzimático de aguas residuales de origen industrial, puede ponerse en contacto con nosotros a través del siguiente formulario web.

8 de mayo de 2024
08/05/2024 por Amapex Environment
16 de noviembre de 2023
En el marco de los trabajos de investigación realizados por nuestro equipo nos han sido entregadas unas muestras de agua residuales fuertemente contaminadas, procedentes de la fabricación de insecticidas y pesticidas. Esta agua, además de una elevada concentración de Lindane, contenían una cantidad importante de otros contaminantes, como Mercurio y compuestos clorados. La aplicación, durante […]En el marco de los trabajos de investigación realizados por nuestro equipo nos han sido entregadas unas muestras de agua residuales fuertemente contaminadas, procedentes de la fabricación de insecticidas y pesticidas.Esta agua, además de una elevada concentración de Lindane, contenían una cantidad importante de otros contaminantes, como Mercurio y compuestos clorados.La aplicación, durante una semana,  de  una variedad de nuestro proceso PETRONET ha reducido la concentración de estos elementos hasta límites prácticamente insospechados, tal como se muestra en las tablas que siguen.Otro éxito de nuestro proceso que nos permite poder luchar contra contaminaciones recalcitrantes, de gran dificultad hasta este momento.Contenido de contaminantes antes y después de ser tratado con PETRONET2. Otra variedad de nuestra familia de productos Petronet está siendo usada en una Tintorería industrial para limpiar y reciclar el agua utilizada para el lavado de las piezas teñidas. El objetivo es la reducción significativa del consumo de agua y la eliminación de los olores generados en la descomposición de los aceites y grasas contenidos en los efluentes.A la finalización de los trabajos informaremos del resultado de los mismos.
16 de noviembre de 2023
El producto “PETRONET – ALFA”, de la gama de productos desarrollados por AMAPEX, ha sido ensayado, primero en planta piloto y más tarde en producción industrial, para eliminar los contaminantes procedentes del lavado de piezas textiles en fábricas de Tintorería y Acabados textiles. Estos procesos necesitan utilizar grandes cantidades de agua ( alrededor de 40 […]El producto “PETRONET – ALFA”, de la gama de productos desarrollados por AMAPEX, ha sido ensayado, primero en planta piloto y más tarde en producción industrial, para eliminar los contaminantes procedentes del lavado de piezas textiles en fábricas de Tintorería y Acabados textiles.Estos procesos necesitan utilizar grandes cantidades de agua ( alrededor de 40 Litros de agua limpia por Kgs. de tejido). Esta agua tiene un coste elevado en ingreso (económico y ambiental por la utilización de un bien escaso) que se incrementa por los costes generados por la eliminación de la misma cantidad de agua contaminada que necesita un proceso de depuración para poder ser devuelta a la red.Con nuestro procesos conseguimos un triple objetivo:Simplificar y reducir los costes directos de la eliminación de las aguas residuales generadas. El proceso utilizando PETRONET ALFA consigue reducir los niveles de DQO con la sola aplicación durante 3 días del Blend activado, eliminando olores, aceites y grasas y reduciendo notablemente el nivel de nitrógeno y metales pesantes.Devolver al medio ambiente un agua con una mayor calidad ambiental.Ahorrar a la empresa y a la Sociedad una gran cantidad de agua, al permitir el reciclaje de l agua de lavado que, una vez utilizada y tratada, está en condiciones de volver a ser introducida en el circuito para lavar nuevas piezas; El ahorro estimado en agua por mor del reciclaje se ha establecido en un 60/65%.
16 de noviembre de 2023
Dentro del programa HORIZON 2020  de Investigación y Desarrollo de la Unión Europea, en la convocatoria del mes de septiembre de 2017, nuestra empresa ha participado en la sección SME (Pequeña y Mediana Empresa) con el  Proyecto “RIBATI”, para el desarrollo de un proceso de comercialización de la solución bacteriana para la limpieza de aguas […]Dentro del programa HORIZON 2020  de Investigación y Desarrollo de la Unión Europea, en la convocatoria del mes de septiembre de 2017, nuestra empresa ha participado en la sección SME (Pequeña y Mediana Empresa) con el  Proyecto “RIBATI”, para el desarrollo de un proceso de comercialización de la solución bacteriana para la limpieza de aguas contaminadas con efluentes recalcitrantes.En una primer fase (EASME SME PHASE 1),  en la que han participado mas de 5.000 proyectos, solamente 177 han sido aceptados, de los cuales solamente 5 en Cataluña y nuestra empresa es una de ellas.Con los fondos que recibimos de la Unión Europea podremos realizar un Estudio de mercado que nos permita aplicar la estrategia comercial mas adecuada para promover nuestro proceso en todos los mercados.Más detalles sobre el Proyecto Ribati en la siguiente noticia.
16 de noviembre de 2023
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