Resumen de Modelización cinética y simulación de procesos de oxidación húmeda con peróxido de hidrógeno catalizada por negros de humo dopados
José Luís Díaz de Tuesta Triviño
Modelizacion cinetica y simulacion de procesos de oxidacion humeda con peroxido de hidrogeno catalizada por negros de humo dopados.
El agua es un recurso natural necesario para la vida y el desarrollo económico. El crecimiento demográfico y el aumento del nivel de vida han dado lugar a un fuerte aumento en el uso del agua, que puede ser insostenible, si la gestión está mal administrada o regulada. La Directiva 2000/60/CE del parlamento europeo, establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas; de forma que persigue mejorar la protección de las aguas, fomentar su uso sostenible y proteger los ecosistemas acuáticos. De esta forma, los estados miembros de la comunidad europea han transpuesto la directiva en la legislación estatal pertinente, con el fin de establecer los límites de vertido de cada país. La legislación, que promulga los buenos usos del agua, promueve, aunque de forma indirecta, el desarrollo de nuevas y mejoradas tecnologías en el tratamiento de aguas, con el fin de cumplir los requisitos impuestos a sus vertidos. Entre los diferentes procesos de descontaminación de aguas residuales industriales, los Procesos de Oxidación Avanzada (AOPs) han surgido en las últimas décadas como una posible solución al problema, debido a su alto potencial para destruir muchos compuestos biológicamente recalcitrantes. Estos procesos de oxidación se caracterizan por emplear especies radicalarias (hidroxilo, HO• , y/o hidroperóxido, HOO• ) para oxidar la carga orgánica contenida en el agua residual. El radical hidroxilo presenta un alto potencial oxidante y reacciona con la materia orgánica de forma no selectiva y a velocidades muy superiores a las que lo hacen otras especies oxidantes, como el oxígeno. El proceso Fenton es un AOP, en el que la generación de esos radicales procede de la descomposición del peróxido de hidrógeno por medio de un ciclo redox con iones Fe2+ y Fe3+. Los costes de este proceso resultan considerablemente inferiores a otros AOPs, como ozonización o fotoxidación. Sin embargo, presenta inconvenientes como, la necesidad de operar en un estrecho intervalo de pH (2-4), una pérdida continua de hierro y la necesidad de un proceso de neutralización, previo a su vertido. También es necesario un proceso de coagulación-floculación para retirar el hierro del efluente de proceso, así como la gestión de los lodos de hierro generados. Con el fin de solventar estos problemas, surgió el proceso de oxidación húmeda catalítica con peróxido de hidrógeno (CWPO), en el que se producen los radicales hidroxilo e hidroperóxido por la descomposición de peróxido de hidrógeno sobre la superficie de un catalizador sólido. Los estudios publicados sobre CWPO reúnen una gran variedad de catalizadores, en su mayoría hierro y cobre, que forman parte de la estructura o se encuentran soportados, en diferentes materiales como en zeolitas, arcillas pilareadas, alúmina y materiales carbonosos. El principal inconveniente que presenta la utilización de estos catalizadores es su baja estabilidad debido a la lixiviación del metal. Los materiales carbonosos, tipo carbones activados, negro de humo, nanotubos de carbono, xerogeles y grafito, han mostrado una cierta actividad en este proceso. Esta actividad está relacionada con las propiedades redox asociadas a su estructura electrónica y/o a la presencia de diferentes grupos funcionales en la superficie. Estas propiedades electroquímicas del material carbonoso pueden cuantificarse en base a su comportamiento mediante voltamperometría cíclica. Sin embargo, estos catalizadores presentan actividades moderadas, en comparación con los catalizadores metálicos.
