Chitosan Microspheres Applied for Removal of Oil from Produced Water in the Oil Industry

Aplicación de microesferas de quitosano a la eliminación de petróleo del agua producida en la industria petrolera

El vertido de aguas residuales oleosas en el medio ambiente aumenta constantemente, causando graves daños. Entre los diversos métodos de tratamiento, la adsorción suele considerarse el más adecuado, ya que puede eliminar tanto los contaminantes orgánicos como los inorgánicos. La adsorción mediante biopolímeros alternativos de bajo coste para la eliminación de contaminantes de las aguas residuales ha sido ampliamente investigada. En este contexto, el quitosano ha venido llamando especialmente la atención porque, entre sus muchas aplicaciones, puede emplearse en el tratamiento de efluentes acuosos. En este estudio, se prepararon microesferas mediante reticulación de quitosano con trifosfato sódico (STP) y se estudiaron para el tratamiento de aguas que contienen petróleo crudo. Las microesferas eran regulares y tenían poros superficiales. Estas microesferas se empaquetaron en columnas de tratamiento y su capacidad para eliminar petróleo se midió con un fluorímetro, por la diferencia en la concentración de petróleo antes y después de pasar por la columna. Las microesferas que presentaban una porosidad en torno al 80% eran muy eficaces en la eliminación de petróleo, con índices superiores al 90%.

INTRODUCCIÓN

Una gran cantidad de agua se extrae junto con el petróleo. Gran parte de esta agua residual de los campos petrolíferos no está emulsionada, pero una porción significativa está emulsionada con el aceite (w/o), lo que requiere métodos de tratamiento físico y químico. El vertido o incluso la reinyección de esta agua residual de los campos petrolíferos solo se permite después de eliminar el aceite y los sólidos en suspensión para reducirlos a niveles aceptables[1]. La purificación de las aguas residuales de diversos procesos industriales es un problema global importante, principalmente debido a las cantidades limitadas de agua que se pueden utilizar de manera segura y al alto costo de las instalaciones de purificación[2]. En los últimos años, las tecnologías adecuadas para el tratamiento de aguas residuales y otros efluentes han atraído un gran interés, debido a leyes y regulaciones más estrictas. La literatura reporta una variedad de procesos para limpiar aguas residuales contaminadas y otros efluentes[3]. Actualmente se utilizan diferentes tecnologías y procesos para este propósito[4,1]. Entre estos métodos de tratamiento, la adsorción destaca por ser efectiva, eficiente y económica[5]. Los adsorbentes pueden ser de origen mineral, orgánico o biológico[6]. Los adsorbentes poliméricos se han utilizado ampliamente para eliminar contaminantes orgánicos de aguas residuales industriales y aguas naturales[7]. 

Los derivados de quitina y quitosano han estado atrayendo mucha atención como biosorbentes efectivos debido a su bajo costo y alta concentración de grupos funcionales amino e hidroxilo, que tienen un potencial significativo de adsorción para eliminar varios contaminantes del agua[8]. Se ha utilizado ampliamente debido a características como la no toxicidad, la abundancia en la naturaleza, la biocompatibilidad y la biodegradabilidad[9]. El quitosano es un polisacárido lineal que resulta de la sustitución parcial de los grupos N-acetilo presentes en la quitina cuando está en presencia de una solución alcalina[10]. Su estructura química está formada por unidades constitucionales repetidas de 2-amino-2-desoxi-β-(1,4)-D-glucosa y 2-acetamida-2-desoxi-β-(1,4)-D-glucosa[11].