Estudio de la degradación de la lignina a través de un proceso combinado de radiaciones ionizantes y tratamiento biológico

Abstract

Resumen .- En la presente investigación, se estudió la degradación de la lignina a través de un proceso combinado de radiaciones ionizantes y tratamiento biológico. En el proceso de radiación, se empleó dos tratamientos, el primero con radiación gama a una razón de dosis de 0,4 kGy / h en la fuente de Co-60, y el segundo con radiación beta a una razón de dosis de 827 kGy/h en un acelerador lineal de electrones. A través de análisis de espectrofotometría UV-visible, espectrometría infrarroja y análisis para aguas residuales, se encontró que el tratamiento con radiación beta presentó la mayor degradación de la lignina. La estructura del biopolímero se modificó debido a la ruptura de las cadenas, la oxidación de cadenas alifáticas, la generación de cetonas y aldehídos, y la disminución de los grupos carboxílicos en estructuras aromáticas tales como ácidos vanıllico y siríngico. Finalmente, se utilizó un tratamiento biológico anaeróbico para continuar la degradación de la lignina. Se determinó que se necesitaba de un proceso batch que duró aproximadamente 11 días. El proceso combinado mejoró la relación DBO5 / DQO 0,26 a 0,51, la reducción de TOC en un 37% y la DQO en un 45%. Abstract .- In the present investigation, the degradation of lignin was studied through a combined process of ionizing irradiation and a biological treatment. Two options were tested in the irradiation stage: the first consisted on gamma radiation at a dose rate of 0.4 kGy/h, from a Co-60 source, and the second consisted on beta radiation from a linear electron accelerator, at a dose rate of 827 kGy/h. Through UV-visible spectrophotometric scanning, infrared spectrometry and waste water analysis, we found that the treatment using beta radiation presented the highest lignin degradation. The structure of the biopolymer was modified due to the breaking of chains, the oxidation of aliphatic chains, the generation of ketones and aldehydes, and the diminution of carboxylic groups in aromatic structures such as vanillic and syringic acids. Finally, an anaerobic biological treatment was used to continue the degradation of lignin. It was a batch process that lasted approximately 11 days. The combined process enhanced the BOD5 / DQO ratio from 0.26 to 0.51, and reduced TOC by 37 % and DQO by 45 %.