Ozonación catalítica

Cloración. Plantas potabilizadoras. Trihalometanos. Ozono. Medio ambiente industrial

  • Enviado por: Iridio
  • Idioma: castellano
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LA OZONACIÓN CATALÍTICA COMO TÉCNICA

COMPLEMENTARIA DE LA CLORACIÓN EN LAS PLANTAS POTABILIZADORAS

RESUMEN

Se pretende el estudio de la conveniencia en el uso del Ozono como agente oxidante para reemplazar la etapa de precloración de las plantas de tratamiento de aguas; y para mejorar la calidad el agua reduciendo la formación de THM`s (Trihalometanos).

Así se conseguirá mineralizar la materia orgánica y reducir la presencia de THM`s. Para ello se comprobará la eficacia de diversos catalizadores.

1.INTRODUCCIÓN

El problema es que el proceso de precloración en el tratamiento de aguas provoca la formación de los ya citados THM`s que son cancerígenos, mutagénicos y teratogénicos. Se opta por el Ozono por elevado poder oxidante y por su acción detoxificante, reduciendo la formación de THM`s y infringiendo un mayor control en algas, contaminantes inorgánicos y la eliminación de las propiedades organolépticas del agua no potable.

Otro problema es la poca eficiencia oxidante del Ozono en la reducción del contenido orgánico del agua, para ello se emplearán los catalizadores.

2.PARTE EXPERIMENTAL

2.1 Muestreo y conservación

Para simular la materia orgánica se emplean los Ácidos Húmicos (Fluka), así como aguas del río Ebro del “Canal Imperial de Aragón”.

2.2 Catalizadores ensayados

En medio homogéneo: AG2SO4, MnSO4, H2O, FeSO4x7H2O, CuSO4x5H2O, CdSO4x8/3H2O, Fe(NO3)x9H2O, ZnSO4x7H2O.

En medio heterogéneo: tIo2 en diferentes soportes.

2.3 Ozonación

Se utiliza un ozonizador Fischer, modelo 501, que mediante corriente eléctrica genera oxígeno atómico que al unirse al ozono molecular genera el Ozono.

Se cuantifica el Ozono en fase gas mediante valoración Redox y el residual mediante espectrofotometría, y por diferencia se calcula el consumido.

2.4 Cloración

Se usa Hipoclorito Sódico. Para calcular los THM`s se detiene su formación al reducir el pH con tiosulfato sódico.

2.5 Análisis complementarios

Se cuantifican otros parámetros como: pH, TOC (Carbono orgánico total), absorbancia de UV, pero para nosotros sólo será relevante el TOC (o COT.)

2.6 Análisis de volátiles

Se hace mediante un cromatógrafo de gases HP-5890-II equipado con detector de captura electrónica e inyección de la muestra por medio de un “espacio de cabeza”.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1 Ensayos homogéneos

3.1.1. Ozonización con aguas sintéticas

Ozonación catalítica

Es aplicar el tratamiento antes expuesto en las aguas preparadas de Ácidos Húmicos. Los resultados revelan que el consumo es mucho menor en el caso de incluir catalizadores, un 33% frente al 62%. Los mejores catalizadores son: Mn(II) y Ag (I). La ventaja de éstos es la producción del radicales OH que inician a la descomposición en cadena del Ozono, además de ser un potente oxidante y menos selectivo que el Ozono, que a la hora de descontaminar es lo que suele interesar.

3.2.1.Tratamientos oxidativos con aguas naturales

En el agua bruta no se detectan THM`s.

Se puede observar que el tratamiento con Ozono seguido del de Cloro con catalizador es el más adecuado a la hora de abolir los THM`s.

Y es que el Ozono reacciona con los carbono de mayor densidad electrónica de lo hidrocarburos aromáticos, que son los que acaban generando los THM`s en al caso de unirse al cloro. Se debe a la similitud existente entre Cloro y ozono.

Además el catalizador reduce su número así como su reactividad con el Cloro.

Respecto a la materia orgánica:

Queda claro que el procedimiento de elección es el de Ozono seguido de Cloro en presencia de Mn(II).

3.2 Ensayos heterogéneos

3.2.1. Ozonización con aguas sintéticas

Los mejores resultados se obtuvieron con TiO2 soportado en Alúmina. Dicho mecanismo tiene tres fases:

- La adsorción simultánea del ozono y la materia orgánica del agua en la superficie del catalizador.

  • La descomposición del Ozono en los puntos metálicos, produciendo especies radicalarias más reactivas que el propio Ozono.

  • La oxidación de la materia orgánica adsorbida.

Finalmente disminuye la afinidad del catalizador por los productos finales y se liberan.

3.2.2. Tratamientos oxidativos con aguas naturales

En éste caso tampoco se han encontrado lo THM`s.

Los resultados obtenidos son iguales que en caso anterior para catalizador y Ozono antes de Cloro, respetando escrupulosamente dichas fases. Los resultados se pueden observar de forma gráfica a continuación:

Para la reducción de TOC`s se obtiene:

CONCLUSIONES

La utilización de metales como catalizadores favorece la oxidación de compuestos orgánicos y produce finalmente menos THM`s y menos precursores de éste. Es por la Ozonación el que se reduzcan dichos THM`s.

BIBLIOGRÁFÍA

- “La Ozonación catalítica como técnica complementaria de la cloración en las plantas potabilizadoras”. Revista: Equipamientos y servicios municipales, 1997 (p.74). Gracia, R.; Cortés, S.; Ovelleiro, J.L.

Ozonación catalítica

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