Proyectos
Oxidación Heterogénea de fenol con procesos basados en el reactivo de Fenton
Resumen
La creciente demanda de la sociedad para la descontaminación de aguas poluidas de diversos orígenes, materializada en regulaciones cada vez más estrictas, ha impulsado, en la última década, al desarrollo de nuevas tecnologías de purificación. En la práctica, la aplicación de los métodos de tratamiento debe tener en cuenta fundamentalmente la naturaleza y las propiedades fisicoquímicas de las aguas o efluentes a tratar. Las aguas contaminadas por la actividad humana pueden, en general, ser procesadas eficientemente por plantas de tratamiento biológico, por adsorción con carbón activado u otros adsorbentes, o por tratamientos químicos convencionales (oxidación térmica, cloración, ozonización, permanganato de potasio, etc.). Sin embargo, en algunos casos estos procedimientos resultan inadecuados para alcanzar el grado de pureza requerido por ley o por el uso ulterior del efluente tratado. En estos casos y cada vez más crecientemente, se está recurriendo en los países industrializados al uso de las llamadas Tecnologías o Procesos Avanzados de Oxidación (TAOs, PAOs), muy poco aplicados y, peor aún, menos difundidos en los países de economías emergentes. La mayoría de las TAOs puede aplicarse a la remediación y destoxificación de aguas especiales, generalmente en pequeña o mediana escala. Los métodos pueden usarse solos o combinados entre ellos o con métodos convencionales, pudiendo ser aplicados también a contaminantes de aire y suelos. Las TAOs se basan en procesos fisicoquímicos capaces de producir cambios profundos en la estructura química de los contaminantes. El concepto fue inicialmente establecido como procesos que involucran la generación y uso de especies transitorias poderosas, principalmente el radical hidroxilo (HO•) [1]. Este radical puede ser generado por medios fotoquímicos (incluida la luz solar) o por otras formas de energía, y posee alta efectividad para la oxidación de materia orgánica. Los radicales formados son las verdaderas especies oxidantes y poseen un elevado potencial de oxidación (2.8 V), siendo apenas superado por el Fluor [2]. Estos radicales oxidan una vasta gama de compuestos orgánicos poluentes rápidamente y de forma no selectiva [3]. Uno de los métodos mas conocidos para la formación de estos radicales es el reactivo de Fenton; en este proceso un metal (normalmente hierro) reacciona con peroxido de hidrogeno (H2O2) y produce los radicales [4]. Sin embargo, la oxidación homogénea con TAOs tiene diferentes inconvenientes, entre ellos la formación de lodos (con consecuente perdida del catalizador) y la operación que debe ser realizada a valores bajos de pH [5-8]. El proceso aquí propuesto es sobre el tratamiento de fenol por oxidación química heterogénea con reactivo de Fenton. El catalizador de hierro deberá ser soportado, siendo el peroxido de hidrogeno (reactivo oxidante) y el efluente que contiene la materia orgánica a oxidar alimentados al reactor. La propuesta de este trabajo se centra en el uso de diferentes catalizadores de hierro soportado en arcillas colombianas y/o carbones activados obtenidos a partir de residuos industriales, siendo este el aspecto mas llamativo de la propuesta pues el grupo del profesor José Herney Ramírez Franco ha trabajado y tiene experiencia en la preparación, caracterización y utilización de catalizadores de este tipo [9-10]. Esta propuesta apunta a la realización de una serie de ensayos en aguas residuales de concentraciones de fenol conocidas, con el/los catalizadores elegidos, para identificar las variables de mayor impacto en el proceso. Para esto deberá ser construido un reactor a nivel de laboratorio, adecuado con los equipos de análisis necesarias para el monitoreo de la degradación del contaminante (espectrofotómetro, medidor de pH, computador, etc.). En la siguiente fase del proyecto se harán ensayos, con las variables identificadas, empleando efluentes reales. El alcance del presente proyecto será la caracterización cuidadosa del o de los mejores catalizadores, evaluar el grado de mineralización del contaminante en estudio, examinar el sistema en un efluente real y proponer un sistema catalítico heterogéneo para la degradación del fenol.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN 2009
Modalidad:MODALIDAD IV. APOYO DIRIGIDO A NUEVOS DOCENTES INVESTIGADORES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA A TRAVÉS DE PROYECTOS
Responsable