Details

Combination of Advanced Oxidation Processes and Biological Treatments for Commercial Reactive Azo Dyes Removal

by García Montaño, Julia

Abstract (Summary)
La industria textil produce grandes cantidades de agua residual con un alto contenido de materia orgánica y color. Debido a la amenaza ambiental que supone su naturaleza refractaria, surge la necesidad del tratamiento antes de la descarga. Los procesos biológicos, físicos y químicos convencionales resultan ineficaces en la decoloración y mineralización completa de estos efluentes. Como alternativa emergen los Procesos Avanzados de Oxidación (PAOs), basados principalmente en la generación de radicales hidroxilo (HO·) altamente reactivos. Éstos pueden aplicarse de forma exclusiva o combinados con tratamientos biológicos con el fin de reducir su elevado consumo de reactivos y energía. Entre los diferentes PAOs disponibles, los procesos de Fenton y, particularmente, los procesos de foto-Fenton (basados en la generación de HO· mediante la adición de peróxido de hidrógeno y una sal ferrosa en disolución acuosa) suponen la mejor opción debido a su elevada eficacia y bajo coste económico. Adicionalmente, los procesos de foto-Fenton pueden llevarse a cabo bajo radiación solar, ofreciendo nuevas ventajas económicas y medioambientales. Esta tesis doctoral se centra básicamente en la aplicación del proceso de foto-Fenton como etapa previa en la degradación de soluciones de azo colorantes reactivos biorrecalcitrantes, con el propósito de generar un nuevo efluente compatible con un tratamiento biológico aerobio posterior de menor coste e impacto ambiental que el primero. La evolución de parámetros clave como el color, el carbono orgánico total, la aromaticidad, la toxicidad, la biodegradabilidad, la naturaleza de los intermedios de degradación, así como el efecto de la fuente de irradiación (luz artificial, luz solar), la temperatura, el tiempo de reacción y la concentración de reactivos, proporcionan información acerca de las condiciones idóneas para el acoplamiento PAO/tratamiento biológico. Los resultados obtenidos confirman la idoneidad del PAO propuesto con este fin, tanto a escala de laboratorio como en planta piloto. Mediante el proceso de foto-Fenton aplicado bajo condiciones de oxidación suaves, las soluciones bajo estudio resultan incoloras, de naturaleza biodegradable y no tóxica. De este modo, el tratamiento combinado foto-Fenton/tratamiento biológico aerobio permite su degradación completa. La luz solar como fuente de radiación en el proceso de foto-Fenton proporciona los mejores resultados. Por otro lado, la secuencia oxidativa parece comenzar por la decoloración por rotura del grupo azo seguida de la degradación de aromáticos para formar ácidos carboxílicos alifáticos dando lugar a la formación de CO2 y H2O o el anillo triazina de naturaleza recalcitrante. Una parte importante de los heteroátomos presentes en la molécula original aparecen como productos finales de naturaleza inorgánica inocua. El trabajo está ampliado con un estudio económico y medioambiental del proceso secuencial foto-Fenton (luz artificial)/tratamiento biológico. La evaluación medioambiental se ha realizado mediante la herramienta de Análisis de Ciclo de Vida. En comparación con los procesos simples foto-Fenton bajo luz artificial y foto-Fenton bajo luz solar, el tratamiento combinado resulta la mejor opción en ambos contextos. Los mayores impactos se asocian, en este orden, al consumo de peróxido de hidrógeno y de energía para alimentar la luz artificial. En consecuencia, y atendiendo a los resultados obtenidos previamente, es posible concluir que el proceso de foto-Fenton asistido con luz solar como pre-tratamiento de un proceso biológico sería la mejor opción en términos de efectividad, impacto medioambiental y coste operacional. Finalmente, como alternativa a la estrategia de oxidación química/tratamiento biológico aerobio, el PAO se aplica como post-tratamiento a un proceso biológico anaerobio. Los PAOs considerados son la ozonización y el proceso de foto-Fenton. Los resultados obtenidos manifiestan la idoneidad de la secuencia propuesta, obteniéndose unos mejores niveles de degradación mediante el proceso con ozono. Estos resultados son de especial interés en futuras aplicaciones para el tratamiento de aguas residuales textiles reales.
This document abstract is also available in English.
Bibliographical Information:

Advisor:Torrades Carné, Francesc; Peral Pérez, José

School:Universitat Autónoma de Barcelona

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:403 departament de quimica

ISBN:

Date of Publication:06/15/2007

© 2009 OpenThesis.org. All Rights Reserved.