Degradación de contaminantes fenólicos en agua mediante el acoplamiento de procesos de oxidación avanzada (POA´s)

Abstract

El tratamiento con E-peroxonación implica el burbujeo del efluente del generador de ozono (mezcla de gases O2 y O3) en un reactor de columna de burbuja de vidrio de flujo ascendente que está equipado con un cátodo de diamante dopado con boro para transformar el O2 en el gas burbujeado H2O2. El H2O2 generado in situ reacciona con el O3 burbujeado para producir el radical hidroxilo (HO•), que degrada de manera no selectiva los compuestos orgánicos rápidamente en la solución. Estos efectos se atribuyen principalmente a la producción intensiva de reactivos altamente oxidativos y no selectivos tales como radicales hidroxilo en el medio de oxidación de Eperoxonación. Las altas tasas de degradación y mineralización de casi todos los contaminantes del modelo en agua por el proceso de E-peroxonación y por la simplicidad del proceso lo convierten en una excelente alternativa a otros procesos de oxidación avanzada. Con la configuración simple del proceso mediante los sistemas existentes de ozonización y electrólisis se pueden adaptar fácilmente para que E-peroxonación aumente la eficiencia de degradación de compuestos no biodegradables. Así mismo, el alto costo asociado con la necesidad de consumo de ozono y electricidad puede reducirse considerablemente. En este trabajo, se evaluó la disminución de la concentración de compuestos fenólicos (fenol y 4-clorofenol) presentes en el agua mediante la combinación de procesos de oxidación avanzada (POA). Gracias a la significativa producción de HO •, el tratamiento con E-peroxona mejoró tanto la degradación de Phe y 4-CPh como la eliminación total de carbono orgánico (TOC) en comparación con la ozonización (O3) y la electro-oxidación (EO) sola. En condiciones de reacción óptimas, la degradación completa de 4-CPh y la eliminación de TOC se lograron en 45 y 120 min de proceso de E-peroxona, respectivamente, mientras que la degradación completa de Phe y la eliminación de TOC se lograron en 20 y 60 min, respectivamente. Las variables estudiadas fueron pH 7.0 ± 0.5 fue monitoreado pero no se controlado durante los experimentos, 0.05, 0.1 y 0.150 L min-1 de caudal de flujo del gas, concentración de ozono de 5 y 6 ± 0,5 mg L-1. Además, 1.0, 2.0 y 3.0 A que corresponden a densidades de corriente de 20, 40 y 60 mA cm-2. Basándose en sub-productos como compuestos aromáticos (4-clorocatecol, catecol, pbenzoquinona, hidroquinona) y ácidos carboxílicos (como ácido maleico, fórmico, fumárico, succínico, oxálico, malónico y acético) identificados por UHPLC-UV / DAD y en los cambios de la concentración de ion cloruro (Cl-) que se detectaron mediante cromatografía iónica (IC), se propuso una vía de reacción para la mineralización de Phe y 4-CPh. Esto mediante el proceso de E-peroxonación, cuyos resultados sugieren que el tratamiento con E-peroxonación puede proporcionar una forma prometedora de tratar el agua contaminada con Phe y 4-CPh. En este sentido, se concluye que el ozono solo mineraliza parcialmente la molécula de Phe y 4- CPh y conduce principalmente la formación de compuestos alifáticos. Finalmente, las toxicidades de Phe y 4-CP y sus productos de degradación se determinaron mediante el uso de un bioensayo con semillas de lechuga (Lactuca sativa) y se concluye que, a diferencia del proceso de E-peroxonación, no solo mineraliza la molécula orgánica, sino que también elimina la toxicidad de la solución fenólica tratada.