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Tailored chemical oxidation techniques for the abatement of bio-toxic organic wastewater pollutants: an experimental study

by Paradowska, Magdalena

Abstract (Summary)
Resumen de la tesis doctoral La presencia de compuestos orgánicos cada vez más tóxicos en las aguas residuales, especialmente provenientes de la industria, ha desafiado los métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales. Por esta razón existe una clara necesidad de buscar nuevas técnicas emergentes las cuales pueden tratar los contaminantes orgánicos muy concentrados en agua o no biodegradables. Como no es posible utilizar un único método universal para destruir todos los compuestos orgánicos, se ha probado Catalytic Wet Air Oxidation (CWAO), CWAO promovida por peróxido de hidrógeno, Wet Peroxide Oxidation and Oxidación de Fenton para eliminar compuestos aromáticos pertenecientes a diferentes grupos. Con este propósito un equipo de alta temperatura y alta presión ha sido diseñado y construido. Este equipo puede trabajar en un proceso tanto catalítico como no catalítico. El carbón activo, un material barato, ha sido utilizado como el catalizador heterogéneo (CWAO), mientras el sulfato de hierro ha sido empleado como un catalizador homogéneo (Oxidación de Fenton). Los compuestos estudiados fueron fenol, p-nitrofenol, anilina, nitrobenceno y sulfolano, porque son tóxicos y no biodegradable y al mismo tiempo son frecuentemente encontrados en los efluentes industriales. También se ha probado dos muestras de efluentes industriales reales provenientes de la producción de las resinas fenólicas. El peróxido de hidrógeno ha sido empleado como un oxidante, excepto en CWAO, donde se lo utilizó como un promotor, porque peróxido de hidrógeno es una excelente fuente de radicales hidroxilos muy oxidantes. En primer lugar, cada proceso ha sido probado con el fenol, como contaminante de referencia, para encontrar las variables de operación influyentes para la eficacia del proceso. El objetivo era no solo destruir el compuesto original, sino también convertirlo en dióxido de carbón y agua o al menos convertirlo en compuestos inocuos y fácilmente biodegradables. Posteriormente, el método ha sido también estudiado con otros compuestos. Se observó que es posible obtener la conversión completa para todos compuestos menos el nitrobenceno con el cual se obtiene la conversión máxima de 80% utilizando WPO. Sin embargo, para determinados compuestos se ha encontrado que algunos métodos presentaron desventajas, tales como problemas de corrosión en caso de sulfolano (WPO) o formación de un tapón en reactor en caso de CWAO con anilina sobre carbón activo. A pesar de esto, se puede proponer un método de tratamiento para cada compuesto. El peróxido de hidrógeno resultó ser un oxidante muy eficaz, así se encontró que el 100% de la cantidad estequiométrica de H2O2 era suficiente para mineralizar completamente todos los compuestos, excepto el nitrobenceno. El peróxido de hidrógeno también resultó ser un buen promotor de CWAO, aumentando considerablemente la eficacia del proceso. Cabe destacar que todos los métodos fueron estudiados siempre en el mismo equipo después de realizar pequeñas modificaciones. El método de la oxidación de Fenton en modo continuo, a 200ºC, empleando sulfato de hierro permite una eliminación similar (del 70%) de nitrobenceno al método WPO no catalítico a 550ºC (80%). Para los efluentes industriales reales las técnicas estudiadas han permitido obtener una conversión completa de fenol y la reducción de DQO por encima del 50%. Aunque esto no permite la completa mineralización, probablemente aumenta su biodegradabilidad. Magdalena Paradowska Tailored Chemical Oxidation Techniques for the Abatement of Bio-Toxic Organic Wastewater Pollutants: An Experimental Study
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Bibliographical Information:

Advisor:Stuber Stuber, Frank Erich

School:Universitat Rovira i Virgili

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:departament d enginyeria química

ISBN:

Date of Publication:03/16/2004

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