PUNTOS DE LA PLÁTICA - IBERO · puntos de la plÁtica 1. ... tratamiento de aguas (residuales) 1....
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PUNTOS DE LA PLÁTICA
1. ¿QUÉ SON LOS PAOS?2. PAOS: USOS, VENTAJAS Y EJEMPLOS. 3. TRABAJOS REALIZADOS.4. RESULTADOS DEGRADACIÓN DE FENOL.5. RESULTADOS TRATAMIENTO DE LIXIVIADO MADURO DE
RELLENO SANITARIO. 6. RESULTADOS DE BIODEGRADABILIDAD AGUAS RESIDUALES
DE DE AZUL ÍNDIGO. 7. RESULTADOS DE DETOXIFICACIÓN DE LICORES DE
PREHIDROLIZADO DE OLOTE DE MAÍZ.
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¿QUÉ SON LOS PROCESOS AVANZADOS DE OXIDACIÓN (PAOs)?
PROCESOS QUE INVOLUCRAN LA GENERACIÓN Y USO DE ESPECIES TRANSITORIAS MUY OXIDANTES.
RADICAL CON ALTO POTENCIAL (V vs ENH) REDOX: •OH (2.8 V), [O2•- ( -0.37 V), CO2
•-, C2O4•-].
PUEDE SER GENERADO POR MEDIOS FOTOQUÍMICOS Y ELECTROQUÍMICOS.
POSEE ALTA EFECTIVIDAD PARA LA OXIDACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA.
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EJEMPLOS DE PAOs APLICADOS AL TRATAMIENTO DE AGUAS (RESIDUALES)
1. FOTOCATÁLISIS (TiO2).2. TRATAMIENTOS CON OZONO: 03, O3/H2O/UV.3. ELECTRO OXIDACIÓN.4. FENTON FOTOASISTIDOS. 5. ELECTROFENTON.
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PAOs USOS Y VENTAJAS
ESPECIALMENTE ÚTILES COMO PRETRATAMIENTO DE CONTAMINANTES RESISTENTES A LA BIODEGRADACIÓN.
TRANSFORMAN QUÍMICAMENTE AL CONTAMINANTE.
GENERALMENTE SE CONSIGUE LA MINERALIZACIÓN COMPLETA DEL CONTAMINANTE.
USUALMENTE NO GENERAN LODOS.
SIRVEN PARA TRATAR CONTAMINANTES A MUY BAJA CONCENTRACIÓN (INCLUSO, PPB).
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PROCESOS FENTON(FOTO-FENTON O ELECTRO-FENTON)
EL REACTIVO FENTON ESTÁ COMPUESTO DE: PERÓXIDO DE HIDRÓGENO (OXIDANTE). SALES FERROSAS (CATALIZADOR).
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PROCESOS FOTO-FENTON ASISTIDOS CON ENERGÍA SOLAR
MAYOR GENERACIÓN DE RADICALES OH; MEJOR RENDIMIENTO DEL CATALIZADOR.
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OHOHFehvOHFe 322
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HOHFehvOHFe 22
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TRABAJOS REALIZADOS
1. SOLAR PHOTOASSISTED ADVANCED OXIDATION OF SYNTHETIC PHENOLIC WASTEWATERS USINGFERRIOXALATE COMPLEXES.Solar Energy 83 (2009) 306–315
2. CHARACTERIZATION AND DETOXIFICATION OF A MATURE LANDFILL LEACHATE USING A COMBINED COAGULATION–FLOCCULATION/PHOTO FENTON TREATMENT. Aceptado en: Journal of Hazardous Materials.
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TRABAJOS REALIZADOS
3. A FERROUS OXALATE MEDIATED PHOTO-FENTON SYSTEM: TOWARDS AN INCREASED BIODEGRADABILITY OF INDIGO DYED WASTEWATERS. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry
4. FURFURAL DETOXIFICATION OF A CORNCOB LIGNOCELLULOSIC PREHYDROLIZATE LIQUID BY THE PHOTO - FENTON REACTION AND ITS COMPATIBILITY WITH SACCHAROMYCES CEREVISIAE. Biomass & Bioenergy
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TRABAJOS REALIZADOS
5. DEGRADACIÓN DE PLAGUICIDAS ORGANOFOSFORADOS EN SOLUCIÓN ACUOSA MEDIANTE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA EN ELECTRODO DE DIAMANTE DOPADO CON BORO. En proceso.
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REACTORES: COLECTORES PARABÓLICOS COMPUESTOS
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SOLAR PHOTOASSISTED ADVANCED OXIDATION OF SYNTHETIC PHENOLIC WASTEWATERSUSING FERRIOXALATE COMPLEXES.
REACCIONES FERRIOXALATO
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2242
2242
242
3342
42242
23342
422242
23)(
2)(
)()(
COCOOC
COOCFeOCOCFe
OCOCFehvOCFe
OHHOOCFeOHOCFe
223
22
2222
2242
42242
23342
2
2)(
OHFeHOFeOCOOCO
COCOOC
OCOCFehvOCFe
Regeneración de H2O2Reacciones para la degradación de compuestos orgánicos
OHHOOCFeOHOCFe )()( 422242
RESULTADOS DE FERRIOXALATO-FENOL
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pH: 5.8‐6.0
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CHARACTERIZATION AND DETOXIFICATION OF A MATURE LANDFILL LEACHATE USING A COAGULATION–FLOCCULATION/PHOTO
FENTON TREATMENT.
CARACTERIZACIÓN DEL LIXIVIADO
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ParameterRange reported by EPA,
1995Pollutant Concentration
BOD5 2 - 55,000 1,500 + 500COD 9 - 90,000 14,680 + 3,225
Total carbon (TC) - 8,089 + 800
Ammonium (NH4+) 0 - 2,400 381 + 3
Calcium hardness (CaCO3)
200 - 25,000 8,418 + 549
pH 3.7 - 9.0 8.04 + 0.17Arsenic (As) - 0.233 + 0.224
Cadmium (Cd) 0 - 17 0.433 + 0.057Chlorides (Cl-) 2 - 5,000 3,501 + 1,987
Chromium (Cr) 0 - 33 < 0.1Cobalt (Co) - < 0.1
Iron (Fe) 2 - 5,500 65 + 5Lead (Pb) 0 - 12 19.59 + 18.54
Manganese (Mn) - < 0.1Mercury (Hg) 0 - 0.2 33.27 + 105.57
Nickel (Ni) 0 - 9 < 0.1
Ortophospates (PO43-) 0 - 155 < 1
Sulfates (SO42-) 1 - 1,825 < 1
Sulfides (S2-) - 10.68 + 1.68Zinc (Zn) 0 - 1,000 0.333 + 0.057
PROCESO DE TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS
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CARACTERIZACIÓN DEL LIXIVIADO
INYECCIÓN DE MUESTRAS Y
COMPUESTO OXIDANTE (H202) AL REACTOR Y EXPOSICIÓN A LA LUZ
SOLAR
ACIDIFICACIÓN DEL LIXIVIADO
FLOCULACIÓN COAGULACIÓN DEL LIXIVIADO
LIXIVIADO TRATADO
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ParameterFinal
Concentration[mg/L]
Removal Percentage (%)
COD 6,384 + 759 56.50 Total carbon (TC) 290 + 50 94.96 Ammonium (NH4
+) 84 + 1 63.83 Hardness (CaCO3) 1,929 + 704 78.08
Arsenic (As) 0.124 + 0.169 46.66 Lead (Pb) 3.22 + 16.86 85.51
Mercury (Hg) 30.25 + 9.6 9.09 Removal percentages and concentrations of the treated leachate in [mg/L].
The proposed treatment is a good option for the removal of COD and TC, as well as NH4
+. The removal of Pb and As is, in general, efficient, considering that treatability efficiencies of 85% and 95% . For As (100–1000 g/L) and Pb (1–100 mg/L), were reported by the US EPA for the most efficient treatment (chemical precipitation).
LIXIVIADO TRATADO
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Cd, Pb, Hg, and Cr are present, the generated sludge is able to retain and remove them from the effluent by precipitation.Mercury, on the contrary, is weakly adsorbed ontothe surface of the solid and is likely to be released again into the effluent, therefore explaining its weak removal at the end of this stage.
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A FERROUS OXALATE MEDIATED PHOTO-FENTON SYSTEM: TOWARDS AN INCREASED
BIODEGRADABILITY OF INDIGO DYED WASTEWATERS.
ÍNDIGO (OBJETIVOS)
USO DE OXALATO FERROSO. PRODUCIR UN EFLUENTE BIODEGRADABLE.
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OHCOCOHOOC
OOHHHOO
COCOOC
OHHOOCFeOHOCFe
22242
22222
2242
422242
2
/
)()(
Reacciones para la degradación de compuestos orgánicos
Reacciones que reduce la eficiencia
ÍNDIGO (RESULTADOS)
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The horizontal line indicates the biodegradability threshold (BOD5/COD=0.2).
En general se observó que después de 20 kJ/L, el efluente incrementa su biodegradabilidad(BOD5/COD) por arriba de 0.2 (umbral recalcitrante). No es necesario degradar totalmente al colorante con e proceso foto-Fenton.
ÍNDIGO (RESULTADOS)
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THIS ANALYSIS REVEALED THAT THE BEST REMOVAL EFFICIENCIES FOR TOTAL ORGANIC CARBON (TOC)WERE OBTAINED FOR LOW PEROXIDE DOSES, WHILE THE REMOVAL OF CHEMICAL OXYGEN DEMAND (COD) PROVED TO BE MORE SENSITIVE TO INCREASES IN THE CONCENTRATION OF INDIGO.
OHCOCOHOOC 222422
ÍNDIGO (PRODUCTOS INTERMEDIOS)
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FURFURAL DETOXIFICATION OF A CORNCOBLIGNOCELLULOSIC PREHYDROLIZATE LIQUID BY
THE PHOTO - FENTON REACTION AND ITS COMPATIBILITY WITH SACCHAROMYCES
CEREVISIAE
FURFURAL
DESCOMPOSICIÓN DEL FURFURAL E 5 HMF DE UN LÍQUIDO PREHIDROLIZADO DE OLOTE DE MAÍZ.
UN MODELO DE OPTIMIZACIÓN A TRAVÉS DE UN MODELO NO LINEAL OBTENIDO DE UNA REGRESIÓN POLINOMIAL .
RANGO DE CONCENTRACIÓN DE PERÓXIDO DE HIDROGENO/HIERRO COMPRENDIDO ENTRE 100-800.
LA DOSIS ÓPTIMA DE REACTIVOS: CON LA MÁXIMA DEGRADACIÓN DE FURFURAL, EL MÍNIMO SACRIFICIO DE AZÚCARES Y LA MENOR CONCENTRACIÓN POSIBLE DE PERÓXIDO DE HIDRÓGENO.
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FURFURAL (RESULTADOS)
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Compound Untreated
liquid
Detoxified liquid
(R = 150)
Detoxified liquid
(R = 300)
Cellobiose –
C12H22O11
1.88 + 0.37 1.69 + 0.29 1.57 + 0.28
Mannose –
C6H12O6
2.18+ 0.60 2.06 + 0.48 2.04 + 0.16
Xylose –
C5H10O5
3.78 + 0.26 2.94 + 0.11 3.12 + 0.32
Furfural –
C5H4O2
1.36 + 0.05 0.58 + 0.23 0.35 + 0.18
FURFURAL (RESULTADOS)
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* ESTE TRABAJO
TIEMPO (h) 2 1
[H2O2] INICAL (mM) 50 (140 EN [13]) 50‐150
[Fe2+] (mg/L) 10 (70 EN [13]) 10‐50
[FURFURAL] (mg/L) 500 500
[5‐HMF] (mg/L) 100 100
% DE DEGRADACIÓN DE FURFURAL 91 80
% DE DEGRADACIÓN DE 5‐HMF 80 85
[H2O2] RESIDUAL (mM) NO SE REPORTA 0
* Oliva J., P. Manzanares P., Ballesteros I (2005). Application of Fenton’s Reaction to Steam ExplosionPrehydrolysates from Poplar Biomass. Appl. Biochem. Biotechnol. 121-124,887-900.
CONCLUSIONES
LOS PAOS ASISTIDOS CON ENERGÍA SOLAR PARA LOS PROBLEMAS ABORDADOS DEMOSTRARON SER UNA EXCELENTE ALTERNATIVA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS.
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