Alternativas para el tratamiento de aguas residuales de refinerías de petróleo

Científicos del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) de la  Universidad Rey Juan Carlos, en colaboración con investigadores de REPSOL,  han propuesto un tratamiento eficaz para aumentar la biodegradabilidad de las aguas residuales procedentes de una refinería. El proceso de oxidación avanzada empleado ayuda a obtener una degradación  parcial o total de contaminantes orgánicos persistentes, dando lugar a una  disminución de la toxicidad del efluente.

Los procesos de refino del crudo de petróleo requieren elevados volúmenes de agua que  deben ser gestionados adecuadamente. La calidad posterior de estas aguas dependerá  directamente del proceso de tratamiento del petróleo y del tipo de crudo utilizado para la  obtención de la diferente gama de productos obtenidos: combustibles, productos intermedios,  plásticos, entre otros. 

Actualmente, se buscan tecnologías que puedan aplicarse a determinados efluentes de  refinería antes de ser llevados a la planta de depuración. El tratamiento propuesto por el  equipo de investigación del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la URJC, en  colaboración con Repsol Technology Lab, puede ser una alternativa a la gestión que se realiza  actualmente en refinería. La tecnología desarrollada, en el marco de un proyecto de Doctorado  Industrial de la Comunidad de Madrid, consiste en incrementar la biodegradabilidad de  corrientes de aguas residuales con elevada toxicidad generadas en operaciones de refino y  petroquímica. 

En particular, el equipo de investigación ha propuesto un proceso de oxidación avanzada tipo  Fenton, que ayuda a obtener una degradación parcial o total de contaminantes orgánicos  persistentes, dando lugar a una disminución de la toxicidad del efluente. Los resultados, publicados en la revista científica Journal of Environmental Chemical Engineering, muestran  una eliminación casi completa del furfural -utilizado habitualmente en la extracción de  hidrocarburos- hacia compuestos más biodegradables a una temperatura moderada, así como  una concentración de oxidante baja. “Estamos explorando y optimizando tecnologías de  oxidación para alcanzar condiciones de operación que degraden contaminantes orgánicos de  elevada toxicidad, transformándolos en productos biodegradables, y con una demanda de  energía y de productos químicos mínima, para lograr una alternativa de tratamiento en  refinería sostenible y de reducido impacto ambiental”, explican los investigadores.  

La tecnología empleada por los investigadores es un proceso de oxidación avanzada, que  permite la oxidación de contaminantes orgánicos en compuestos más sencillos de degradar y  de menor toxicidad para poder ser tratados posteriormente en el tratamiento biológico  convencional de las depuradoras de aguas residuales de la refinería. El sistema Fenton se trata  de un proceso de oxidación avanzada, es decir, “procesos de tratamiento de aguas empleando  peróxido de hidrógeno y sales de hierro en condiciones de presión y temperatura no muy  superiores a las ambientales que permiten la producción de radicales hidroxilo, agentes altamente oxidantes en cantidades suficientes para purificar el agua”.  

La importancia de los Procesos de Oxidación Avanzada radica en que su aplicación puede  destruir completamente los contaminantes orgánicos, no concentrándolos ni transfiriéndolos al medio ambiente, siendo una tecnología limpia y segura. 

Estudio de las condiciones de operación 

Las aguas residuales provenientes de refinería y con alto contenido de furfural han sido  tratadas mediante un proceso Fenton convencional. Durante los ensayos, se ha estudiado la  influencia de la temperatura, el peróxido de hidrógeno inicial y la concentración de catalizador  de hierro. “Hemos observado que condiciones de operación que promueven una elevada  generación de radicales hidroxilo han conducido a la formación de compuestos poliméricos  que no son biodegradables, y que impiden la purificación del agua”, señalan los investigadores de la URJC. Por el contrario, en condiciones de operación menos intensivas en cuanto a la  generación de radicales hidroxilo o con una corriente de furfural más diluida, el equipo de  investigación observó que se podía alcanzar la eliminación de este compuesto industrial sin la  polimerización del mismo.  

La investigación llevada a cabo demuestra que el proceso Fenton puede ser utilizado para el  tratamiento in situ de corrientes de aguas residuales que contienen furfural a compuestos más  biodegradables, teniendo en cuenta que las condiciones de operación (temperatura, concentración de peróxido de hidrógeno y carga de catalizador) deben controlarse y  optimizarse para evitar la formación de otros compuestos no biodegradables. 

Referencia bibliográfica: 

C. González, M.I. Pariente, R. Molina, M.O. Masa, L.G. Espina, J.A. Melero, F. Martínez, 

Study of highly furfural-containing refinery wastewater streams using a conventional homogeneous Fenton