Comparación de sistemas colectores de radiación en la degradación de Contaminantes de Preocupación Emergente por fotocatálisis heterogénea con radiación solar

• Granda Ramírez, Fidel ^[1] ; Hincapié Mejía, Gina ^[1] ; Barrera, Melissa ^[1] ; Castrillón, Sara ^[1] ; Rueda, Lady ^[1] ; Pino Arango, Juan ^[1]
  1. [1] Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

     Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

     Colombia

     
• Localización: Ing-Nova, ISSN-e 2805-9182, Vol. 2, Nº. 2, 2023, págs. 146-158
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Comparison of radiation collector systems in the degradation of Contaminants of Emerging Concern by heterogeneous photocatalysis with solar radiation
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• Resumen
  • español

    Las aguas residuales contaminadas con contaminantes de preocupación emergente (CPE) pueden provenir de varias fuentes, incluidas la industria, la agricultura, las áreas urbanas y los hospitales. Dentro de los Procesos de Oxidación Avanzada (PAOs) utilizados para el tratamiento de agua con CEC, la Fotocatálisis Heterogénea (FH) con TiO2 ha demostrado ser altamente efectiva. En este estudio de investigación, se investigó la degradación de safranina T (SF), ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) y sulfacetamida (SAM) utilizando FC solar en un reactor de pared de cuarzo.

    Inicialmente, las mejores condiciones de operación se determinaron usando una lámpara que emitía a una longitud de onda de 365 nm. Posteriormente, bajo estas condiciones favorables (alto flujo y aireación), se empleó luz solar para degradar SF, SAM y 2,4-D, con cuatro sistemas diferentes de colectores de radiación: Colector de placa plana (FPC), Colector en V (VC), Colector Parabólico (PC) y Colector Cilindro Parabólico Compuesto (CPC). El objetivo era conseguir un valor igual de energía acumulada (122,77 kJ m-2) en el sistema para todas las configuraciones. Los resultados mostraron que el Colector Parabólico (PC) exhibió el mejor desempeño en el tratamiento de los tres contaminantes.

    Finalmente, los investigadores calcularon el factor de relación de impacto del colector (CIRF) para los contaminantes, lo que reveló una tasa de degradación significativa de hasta 12 veces para SAM. Estos hallazgos destacan la efectividad de la energía solar-HP, específicamente con el Colector Parabólico (PC), en el tratamiento eficiente de aguas residuales contaminadas con Safranina T, ácido 2,4-diclorofenoxiacético y Sulfacetamida.

  • English

    Wastewater contaminated with Emerging Concern Contaminants (CEC) can originate from various sources, including industry, agriculture, urban areas, and hospitals. Among the Advanced Oxidation Processes (AOPs) used for water treatment with CEC, Heterogeneous Photocatalysis (HP) with TiO2 has proven to be highly effective. In this research study, the degradation of Safranin T (SF), 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), and Sulfacetamide (SAM) was investigated using solar-HP in a quartz wall reactor.

    Initially, the best operating conditions were determined using a lamp emitting at a wavelength of 365 nm. Subsequently, under these favorable conditions (high flow and aeration), solar light was employed to degrade SF, SAM, and 2,4-D, with four different radiation collector systems: Flat Plate Collector (FPC), V Collector (VC), Parabolic Collector (PC), and Compound Parabolic Cylinder Collector (CPC). The aim was to achieve an equal value of accumulated energy (122.77 kJ m-2) in the system for all configurations. The results showed that the Parabolic Collector (PC) exhibited the best performance in treating all three pollutants.

    Finally, the researchers calculated the Collector Impact Ratio Factor (CIRF) for the pollutants, revealing a significant degradation rate of up to 12 times for SAM. These findings highlight the effectiveness of solar-HP, specifically with the Parabolic Collector (PC), in efficiently treating wastewater contaminated with Safranin T, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, and Sulfacetamide.