{"id":37557,"date":"2022-04-28T08:04:51","date_gmt":"2022-04-28T08:04:51","guid":{"rendered":"https:\/\/stage.ionexchangeglobal.com\/?page_id=37557"},"modified":"2024-02-05T19:14:22","modified_gmt":"2024-02-05T13:44:22","slug":"sistemas-de-oxidacion-avanzados","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/ionexchangeglobal.com\/int\/es\/sistemas-de-oxidacion-avanzados\/","title":{"rendered":"Sistemas Avanzados de Oxidaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"\t\t
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proceso fenton<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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El reactivo de Fenton es una soluci\u00f3n de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno y un catalizador de hierro que se utiliza para oxidar contaminantes y aguas residuales. El reactivo de Fenton se puede utilizar para destruir compuestos org\u00e1nicos como tricloroetileno (TCE) y tetracloroetileno (PCE). El hierro (II) se oxida a hierro (III) mediante per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, formando radicales hidroxilo e iones de hidr\u00f3xido en el proceso. Luego, el hierro (III) se reduce nuevamente a hierro (II) mediante otra mol\u00e9cula de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, formando un radical hidroperoxilo y un prot\u00f3n. El efecto neto es la desproporci\u00f3n del per\u00f3xido de hidr\u00f3geno para producir dos especies de radicales de ox\u00edgeno diferentes y agua (H+ + OH-) como subproducto.<\/p>

Fe2+ \u200b\u200b+ H2O2 \u2192 Fe3+ + HO\u2022 + OH-<\/p>

Fe3+ + H2O2 \u2192 Fe2+ + HOO\u2022 + H+<\/p>

Los radicales libres generados por este proceso provocan reacciones secundarias. Por ejemplo, el hidroxilo es un oxidante fuerte no selectivo. La oxidaci\u00f3n de compuestos org\u00e1nicos por el reactivo de Fenton es r\u00e1pida y exot\u00e9rmica, y los contaminantes se oxidan principalmente a di\u00f3xido de carbono y agua.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Oxidaci\u00f3n por ozono<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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El ozono es un agente altamente oxidante que reacciona con sustratos org\u00e1nicos ya sea mediante reacciones lentas y selectivas o mediante reacciones radicales r\u00e1pidas y no selectivas que producen H2O. Se ha demostrado que la descomposici\u00f3n del ozono en soluciones acuosas forma HO, especialmente cuando es iniciada por OH.<\/p>

Esta v\u00eda se inicia de diferentes maneras por HO2-, HCOO-, Fe2+, sustancias h\u00famicas o principalmente HO-. Esta es la raz\u00f3n por la que la ozonizaci\u00f3n es, en principio, m\u00e1s eficiente en medios alcalinos, con un valor \u00f3ptimo alrededor de pH 9. La ozonizaci\u00f3n convierte compuestos org\u00e1nicos complejos en aldeh\u00eddos, cetonas o \u00e1cidos carbox\u00edlicos, todos los cuales son compuestos f\u00e1cilmente biodegradables. La ozonizaci\u00f3n tambi\u00e9n se puede utilizar en combinaci\u00f3n con otros AOP convencionales o.<\/p>

Sin embargo, desde una perspectiva operativa, existen limitaciones asociadas con la transferencia de masa de ozono gas-l\u00edquido. Por lo tanto, este proceso requiere un dise\u00f1o de reactor eficiente para maximizar el coeficiente de transferencia de masa del ozono. Aumente el \u00e1rea de la interfaz de contacto. Tambi\u00e9n puede resultar eficaz instalar una gran columna de burbujeo para aumentar el tiempo de residencia en el reactor o aumentar la presi\u00f3n a varias atm\u00f3sferas para aumentar la solubilidad del ozono.<\/p>

Agregar H2O2 a un sistema de ozonizaci\u00f3n mejora la capacidad oxidante del proceso a trav\u00e9s de reacciones secundarias. El per\u00f3xido de hidr\u00f3geno inicia la descomposici\u00f3n del O3 mediante transferencia de electrones.<\/p>

O3 + H2O2 \u2192 H2O\u2022 + O2 + HO2\u2022\u3002<\/p>

Este proceso es costoso pero r\u00e1pido y puede tratar contaminantes org\u00e1nicos en concentraciones muy bajas (ppb) y pH 7-8. La relaci\u00f3n molar \u00f3ptima O3\/H2O2 es 2:1. Una de las principales \u00e1reas de aplicaci\u00f3n de este proceso es la degradaci\u00f3n de pesticidas. Tambi\u00e9n es eficaz para el postratamiento de agua clorada porque puede descomponer el trihalometano y compuestos relacionados.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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proceso de oxidaci\u00f3n fotoqu\u00edmica<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Cuando el ozono se combina con la luz ultravioleta, ocurren varios procesos. La irradiaci\u00f3n de ozono en el agua da como resultado la formaci\u00f3n cuantitativa de H2O2. La fot\u00f3lisis del H2O2 por irradiaci\u00f3n UV produce dos radicales hidroxilo por mol\u00e9cula de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno. El reactivo tambi\u00e9n reacciona con 03.H2O2 De manera similar, el ozono tambi\u00e9n reacciona con radicales hidroxilo para formar radicales super\u00f3xido.
Dado que el ozono tiene un coeficiente de absorci\u00f3n m\u00e1s alto que el H2O2, este AOP combinado se puede utilizar para tratar agua con un fondo de alta absorci\u00f3n de rayos UV. La capacidad de utilizar luz UV-B (280-315 nm) evita el uso de reactores de cuarzo y la eficiencia es mayor que la de Oz o la UV directa.
Cuando se utiliza irradiaci\u00f3n UV-C, se produce H2O\u2022 adicional mediante fot\u00f3lisis de O3. y otros agentes oxidantes mejoran la eficiencia.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Proceso de Oxidaci\u00f3n Avanzado (AOP)<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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En su sentido m\u00e1s amplio, AOP se refiere a un conjunto de procedimientos de tratamiento qu\u00edmico dise\u00f1ados para eliminar sustancias org\u00e1nicas (y a veces inorg\u00e1nicas) en agua y aguas residuales mediante oxidaci\u00f3n mediante reacci\u00f3n con radicales hidroxilo (OH). Un proceso qu\u00edmico que utiliza ozono (O3), per\u00f3xido de hidr\u00f3geno (H2O2) y\/o luz ultravioleta. Uno de esos tipos de proceso se llama oxidaci\u00f3n qu\u00edmica in situ.<\/p>

AOP se basa en la generaci\u00f3n in situ de radicales hidroxilo (OH) altamente reactivos. Estas especies reactivas son los agentes oxidantes m\u00e1s poderosos que se pueden aplicar al agua y pueden oxidar pr\u00e1cticamente cualquier compuesto presente en la matriz del agua. Como resultado, una vez formado, el OH reacciona de forma no selectiva y los contaminantes se fragmentan r\u00e1pida y eficientemente y se convierten en peque\u00f1as mol\u00e9culas inorg\u00e1nicas. Los radicales hidroxilo se generan con la ayuda de uno o m\u00e1s oxidantes primarios (p. ej., ozono, per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, ox\u00edgeno) y\/o fuentes de energ\u00eda (p. ej., luz ultravioleta) o catalizadores (p. ej., di\u00f3xido de titanio).<\/p>

Los procedimientos AOP son particularmente \u00fatiles para tratar sustancias biol\u00f3gicamente t\u00f3xicas o no degradables, como arom\u00e1ticos, pesticidas y componentes del petr\u00f3leo presentes en las aguas residuales. Adem\u00e1s, los AOP tambi\u00e9n se pueden utilizar para tratar efluentes de aguas residuales de tratamiento secundario, denominado tratamiento terciario. Los contaminantes se convierten en gran medida en compuestos inorg\u00e1nicos estables como agua, di\u00f3xido de carbono y sales. Es decir, sufren petrificaci\u00f3n.<\/p>

En general, la qu\u00edmica de los POA se puede dividir b\u00e1sicamente en tres partes.<\/p>

Formaci\u00f3n de OH
Ataque inicial a la mol\u00e9cula objetivo por OH y su descomposici\u00f3n en fragmentos.
Ataques posteriores por OH hasta la petrificaci\u00f3n final.<\/p>

La ozonizaci\u00f3n, UV\/H2O2 y la oxidaci\u00f3n fotocatal\u00edtica dependen de diferentes mecanismos para la producci\u00f3n de OH.<\/p>

UV\/H202:
H2O2 + UV \u2192 2-OH
AOP basado en ozono:
O3 + H2O – HO2 + O2
O3 + HO2 \u2192 HO2: + 03
03: + H+ – HO3.
H03. \u2192 OH + O2
Oxidaci\u00f3n fotocatal\u00edtica con TiO2:
TiO2 + UV + e +h+
Ti(IV) + H2O = Ti(IV)-H20
Ti(IV)-H2O +h+ = Ti(IV)–OH + H+<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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ventaja<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Los compuestos org\u00e1nicos en la fase acuosa se pueden eliminar eficazmente en lugar de recolectar o transferir contaminantes a otra fase.
Debido a la notable reactividad del OH, reacciona de manera casi indistinguible con casi todos los contaminantes acuosos. Por lo tanto, el AOP puede ser aplicable a muchos, si no a todos, escenarios en los que se espera que muchos contaminantes org\u00e1nicos se eliminen simult\u00e1neamente.
Algunos metales pesados tambi\u00e9n se pueden eliminar en forma de M(OH)x precipitado.
La desinfecci\u00f3n tambi\u00e9n se puede lograr en algunos dise\u00f1os de AOP, lo que convierte a AOP en una soluci\u00f3n integrada a algunos de los problemas de calidad del agua.
El producto de reducci\u00f3n completo del OH es H2O, por lo que, en teor\u00eda, el AOP no introduce nuevas sustancias nocivas en el agua.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Contras<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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En particular, el costo del AOP es demasiado alto, ya que la mayor\u00eda de los sistemas AOP requieren un ingreso continuo de costosos reactivos qu\u00edmicos para mantener su funcionamiento.
Algunas tecnolog\u00edas requieren un tratamiento previo de las aguas residuales para garantizar un rendimiento confiable, lo que puede resultar potencialmente costoso y t\u00e9cnicamente exigente. Por ejemplo, la presencia de iones bicarbonato (HCO3-) puede reducir significativamente la concentraci\u00f3n de \u2022OH debido a procesos de eliminaci\u00f3n que producen especies mucho menos reactivas, .CO3- con H2O. Como resultado, se debe eliminar el bicarbonato del sistema o el AOP se ver\u00e1 comprometido.
Dados los costos potenciales, es posible que los AOP no puedan tratar grandes vol\u00famenes de aguas residuales de forma independiente. En cambio, el AOP deber\u00eda introducirse en la etapa final, despu\u00e9s de que la mayor\u00eda de los contaminantes hayan sido eliminados mediante tratamientos primarios y secundarios.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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