Influencia de los catalizadores en la ozonización de agua residual sintética

• Martins Mendonça, Maria Zizi ^[1] ; Salla, Marcio Ricardo ^[1] ; Aguiar, Camila Marques Alves ^[1] ; de Moura Silva, Andressa ^[1] ; Bolaños Rojas, Maria Lyda ^[1]
  1. [1] Universidade Federal de Uberlândia

     Universidade Federal de Uberlândia

     Brasil

     
• Localización: Revista Internacional de Contaminación Ambiental, ISSN 0188-4999, Nº. 37, 2021, págs. 201-209
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Influence of catalysts on the ozonation in a synthetic effluent
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• Resumen
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    Se evalúa la influencia de catalizadores de carbón activado (Fe3+ y Mn2+) en la capacidad oxidativa del ozono en agua residual sintética con concentraciones iniciales de 8.9 ± 2.2 mg Pt Co/L para color verdadero, 2.9 ± 0.5 unidades de turbidez nefelométricas (NTU, por sus siglas en inglés) para turbiedad y 322.3 ± 40.0 mg/L para demanda química de oxígeno (DQO). La dosis de ozono varió de 2.07 a 7.15 gO3/h, en tanto que el tiempo de contacto de las burbujas de ozono con el efluente sintético fue de hasta 60 min. La constante cinética de la remoción de los contaminantes tiene una tendencia de primer orden y aumenta con la dosis de ozono. En comparación con la ozonización convencional, la ozonización aplicada de 7.15 gO3/h catalizada con carbón activado tuvo un porcentaje adicional de remoción para color verdadero, turbiedad y DQO de 9.1, 33.7 y 21.9 %, respectivamente, en el pH básico; 0, 6.5 y 47.7 %, respectivamente, en el pH ácido, y 0, 17.0 y 37.3 %, respectivamente, en el pH no corregido. Esto se debe a la capacidad del carbón activado para acelerar la descomposición del ozono en especies más reactivas y en compuestos orgánicos solubles. La presencia de Fe3+ en el pH ácido ocasionó un porcentaje adicional de remoción para DQO de 21.7 %. Y la presencia de Mn2+ en el pH ácido provocó un porcentaje adicional de remoción para color verdadero y DQO de 3.3 y 14.0 %, respectivamente, también en comparación con la ozonización convencional. En las configuraciones experimentales estudiadas, se recomiendan los catalizadores en el incremento de depuración de aguas residuales domésticas e industriales con alta carga orgánica biodegradable.

  • English

    In order to evaluate the influence of catalysts on the oxidative capacity of ozone in a synthetic effluent with initial concentration of 8.9 ± 2.2 mg Pt Co/L to true color, 2.9 ± 0.5 nephelometric turbidity units (NTU) to turbidity and 322.3 ± 40.0 mg/L to chemical oxygen demand (COD), conventional ozonation was compared to catalytic ozonation with activated carbon (Fe3+ and Mn2+), which has shown to enhance the degradation of refractory organic compounds in water. Amount of ozone applied varied between 2.07 and 7.15 gO3/h, with a contact time of ozone bubbles to the synthetic effluent of up to 60 min. The concentration of the parameters were fitted to first order kinetic models and the kinetic increases with the amount of ozone applied. The ozonation catalyzed by activated carbon, Fe3+ and Mn2+ were compared with conventional ozonation. When 7.15 gO3/h was applied, the ozonation catalyzed by activated carbon increased true color, turbidity and COD removal by 9.1, 33.7 and 21.9 %, respectively in basic pH; in acid pH by 0, 6.5 and 47.7 %, respectively; and in uncorrected pH, by 0, 17.0 and 37.3 %, respectively. This is due to the capacity of the catalyst to accelerate the decomposition of ozone into more reactive species and to adsorb organic compounds. The presence of Fe3+ increased COD removal by 21.7 % in acid pH, while Mn2+ as catalyst increased the true color and COD removal by 3.3 and 14.0 %, respectively in acid pH. Under studied conditions, these catalysts are recommended for purification of domestic and industrial sewage.