Unidad de producción de ion ferrato por métodos electroquímicos para el tratamiento de agua contaminada con arsénico

La investigación realizada tuvo como objetivo el diseño y la construcción de un reactor para la producción de iones ferrato para su aplicación directa en el tratamiento de agua contaminada con arsénico y bacterias. El reactor consiste en una celda electroquímica dividida por una membrana de intercambio catiónico que produce el ferrato (VI) a través de la disolución anódica de un electrodo de hierro. El ferrato (VI), o FeO4 2-, el producto de la celda, es uno de los estados altamente oxidados del hierro, que es relativamente estable. En el agua, el ferrato se reduce rápidamente a Fe3+, oxidando simultáneamente el arsénico y la materia orgánica. Una vez reducido el ferrato, el Fe3+ residual actúa reaccionando con el arsénico oxidado y lo remueve de la solución al actuar como un agente coagulante. Así, remueve los contaminantes sin dejar residuos que puedan ser peligrosos para la salud.La investigación realizada tuvo como objetivo el diseño y la construcción de un reactor para la producción de iones ferrato para su aplicación directa en el tratamiento de agua contaminada con arsénico y bacterias. El reactor consiste en una celda electroquímica dividida por una membrana de intercambio catiónico que produce el ferrato (VI) a través de la disolución anódica de un electrodo de hierro. El ferrato (VI), o FeO4 2-, el producto de la celda, es uno de los estados altamente oxidados del hierro, que es relativamente estable. En el agua, el ferrato se reduce rápidamente a Fe3+, oxidando simultáneamente el arsénico y la materia orgánica. Una vez reducido el ferrato, el Fe3+ residual actúa reaccionando con el arsénico oxidado y lo remueve de la solución al actuar como un agente coagulante. Así, remueve los contaminantes sin dejar residuos que puedan ser peligrosos para la salud

Tratamiento de agua contaminada con arsénico a partir de una unidad de producción de Ion Ferrato

Esta investigación se orienta al desarrollo de una tecnología avanzada que pueda ser aplicada en un entorno rural de manera sencilla y efectiva, manteniendo un costo suficientemente bajo para atender las necesidades de una pequeña comunidad que requiera agua limpia para beber y preparar sus alimentosEsta investigación se orienta al desarrollo de una tecnología avanzada que pueda ser aplicada en un entorno rural de manera sencilla y efectiva, manteniendo un costo suficientemente bajo para atender las necesidades de una pequeña comunidad que requiera agua limpia para beber y preparar sus alimento

Diseño de una unidad de tratamiento de agua basada en electrosíntesis de iones ferrato para la remoción de arsénico inorgánico

Universidad Nacional Agraria La Molina. Escuela de Posgrado. Doctorado en Ingeniería AmbientalEl estudio tuvo como objetivo diseñar y construir un sistema de tratamiento continuo para tratar agua contaminada con arsenito y arseniato utilizando el ion ferrato (VI) como agente oxidante. La producción del ion ferrato (VI) se realizó a través del método electroquímico por oxidación anódica del hierro con bajo contenido de carbono (0,047 %) en un reactor de celda dividida con cátodo de grafito, una membrana de intercambio catiónico y NaOH como electrolito. La máxima concentración de ferrato (VI) de 0,287 mol/L se logró cuando la relación entre la superficie del ánodo y el volumen de la cámara anódica (SÁnodo/VÁnodo) fue 2,21 cm-1 , la concentración molar de electrolito (NaOH) 20 molL -1 y la densidad de corriente de 80 A/m2 luego de 5 horas de tiempo de electrólisis. Se encontró que un costo de producción de ferrato (VI) más bajo, no se relacionó con la mayor eficiencia farádica en la producción del ferrato (VI), siendo el NaOH el componente que contribuye con el 80% de los costos de producción. La solución de ferrato (VI) producida electroquímicamente fue utilizada conjuntamente con cloruro férrico para remover arsenito, arseniato y mezclas de ambos iones en concentraciones de hasta 1000 µg/L en agua subterránea sintética de Bangladesh (SBGW), lográndose remover el arsénico y alcanzando una concentración residual menor de 10 µg/L, que es el límite establecido por la OMS para agua potable. El diseño y construcción del sistema de tratamiento continuo de la SBGW utilizando ferrato consistió en un sistema de adición de ferrato (VI) para mantener un ORP de 800 mV para asegurar la conversión del arsenito a arseniato seguido de una adición de cloruro férrico para ajustar el pH de salida a 6,45 y capturar el arseniato remanente en una unidad de filtración de poro 5 µm, lográndose concentraciones finales de arsénico inferiores a los 10 µg/L operando a un caudal de 120 L/h.The study aimed to design and build a continuous system to treat water polluted with arsenite and arsenate using the ferrate (VI) ion as an oxidizing agent. Ferrate (VI) ion production was carried out through the electrochemical method by anodic oxidation of low carbon steel (0.047%) in a divided cell reactor with a graphite cathode, a cation exchange membrane and NaOH as electrolyte. A maximum ferrate (VI) concentration of 0,287 mol L -1 was achieved when the ratio between the anode surface and the volume of the anode chamber (SÁnode / VÁnode) was 2,21 cm-1 , the molar concentration of electrolyte (NaOH) was 20 mol/L and the current density of 80 A/m2 after 5 hours of electrolysis time. It was found that a lower production cost of ferrate (VI) was not related with higher faradic efficiencies in the production of ferrate (VI), with NaOH being the component that contributes to 80% of the production costs. The electrochemically produced ferrate (VI) solution was used together with ferric chloride to remove arsenite, arsenate and mixtures of both ions in concentrations of up to 1000 µg/L in synthetic Bangladesh groundwater (SBGW), achieving high arsenic removals and reaching an arsenic residual concentration less than 10 µg / L, which is the limit established by the WHO for drinking water. The design and construction of the continuous treatment system of the SBGW using ferrate consisted of an addition system of ferrate (VI) to maintain an ORP of 800 mV to ensure the oxidation of the arsenite to arsenate followed by an addition of ferric chloride to adjust the final pH at 6,45 and capturing the remaining arsenate before a filter unit (5 µm pore), achieving final concentrations of arsenic below 10 µg / L operating at a flow rate of 120 L/h

Purificación de papaína a partir de látex seco: un estudio piloto

Se describe un proceso de extracción de purificación de papaína (papaya proteinasa I) a partir de látex con el uso de agentes protectores de actividad. Se detallan los procesos de extracción precipitaciones selectivas, desalinizado, concentrado y liofilizado. Se logra obtener una preparación cuya pureza está a la par con preparaciones comercialmente disponibles

Diseño de un proceso experimental para la producción de papaína liofilizada

Se describe el diseño de un proceso tecnológico para la obtención de papaína purificada a partir del látex fresco del fruto verde de Carica papaya. El látex fresco del fruto es resuspendido en buffer con agentes protectores de la actividad de la enzima cuya concentración y condiciones de aplicación fueron halladas de manera experimental. El extracto es centrifugado para separar la materia insoluble y la solución clarifica da es sometida a precipitación con sulfato de amonio para obtener enzima insoluble. La enzima insolubilizada es resuspendida en agua, desalinizada en una unidad de filtración tangencial y el agua removida por liofilización.El proceso permite recuperar el 80% de la proteína y el 65% de la actividad original. El producto obtenido es un polvo blanco rápidamente soluble en agua. Todas las etapas pueden ser escaladas para la producción comercial de papaína

Assessing the removal of arsenite and arsenate mixtures from the synthetic bangladesh groundwater (Sbgw) using combined fe(vi)/fe(iii) treatments and local regression analysis

Arsenic is an inorganic pollutant that, depending on oxidation–reduction and pH level conditions, may be found in natural waters in two variants: As(III) and As(V). Any treatment to effectively remove arsenic from water will be conditioned by the presence of one or both variants. In this context, this study assesses using electrochemically produced Fe(VI) with Fe(III) to remove As(III), As(V), and their combinations from the Synthetic Bangladesh Groundwater (SBGW) containing anions that interfere with iron-based arsenic removal processes. The combined use of Fe(VI) and Fe(III) allowed us to remove the total arsenic below the 10 mg L-1 threshold established by the World Health Organization and Peruvian regulations for drinking water. An optimum combination of 1 mg L-1 of Fe(VI) and 30 mg L-1 of Fe(III) was identified and tested on the removal of four different proportions of As(III):As(V) for two total concentrations: 500 and 250 mg L-1 . There were no significant differences in the final removal values under the different proportions of As(III):As(V) for each total concentration, with a final removal average of 99.0% and 96.9% for the 500 and 250 µg L-1 concentrations, respectively

Ultraviolet concentration factor of a truncated compound parabolic concentrator under different weather conditions

This study presents the results of ultraviolet radiation measurement in a truncated compound parabolic concentrator. The measurements were performed by using of a portable ultraviolet sensor both inside and outside the concentrator without the presence of receiver, under direct and diffuse solar radiation, to calculate the real value of the concentration factor of ultraviolet radiation. The truncated compound parabolic concentrator was designed in Solid Works and built via 3D printing, with a theoretical concentration factor of 4.6. This study showed the differences in the form of the ultraviolet radiation when measurements were made under direct radiation and diffuse solar radiation. These differences are important when measurements were made along the concentrator profile, at different heights within the concentrator and, also, along it. Finally, a concentration factor of 3.3 and 1.4 were calculated on a sunny and a cloudy days, respectively. These values correspond to a concentration efficiency of 71.7 and 31.3%, respectively, against the theoretical value of 4.6 proposed in the design

Water treatment plant prototype with pH control modeled on fuzzy logic for removing arsenic using Fe(VI) and Fe(III)

This study proposes a fuzzy control strategy embedded in a Siemens IoT2040 gateway developed for removing inorganic arsenic from synthetic underground water in a treatment plant prototype. The prototype is used to dose a constant flow of Fe(VI) to maintain an oxide-reduction potential to guarantee the oxidation of arsenite into arsenate, while the fuzzy logic embedded in the IoT control manages the addition of Fe(III) to achieve a proper pH adjustment and efficient arsenate removal. The tests used synthetic Bangladesh groundwater enriched with 200 µg/L of arsenite and 200 µg/L of arsenate. The results revealed that the plant prototype yielded an effective treatment of the water. Arsenate was decreased to an average value of 6.66 µg/L and, the arsenite concentration decreased to 1.01 µg/L or less. These values were lower than the limit of 10 µg/L deemed by the World Health Organization as safe for human consumption.IDIC-Universidad de Lim

Development of a Fuzzy Logic-Based Solar Charge Controller for Charging Lead–Acid Batteries

The design and implementation of a solar charge controller for lead–acid batteries is intended to supplement a component of the water purification module of the water treatment unit for natural disaster relief. This unit contains a solar panel system that supplies power to the module by charging batteries through a controller comprising an Atmega 328 processor. The solar panel feeds voltage to the batteries through fuzzy logic-based software, which allows up to 6 A DC to pass through the controller’s power circuit. Consequently, the battery was charged in less time (an average of 7 h to reach maximum capacity), wherein battery lifespan is related to the charge wave frequency. Thus, our software may be adapted in different control algorithms without having to change hardware

Water treatment plant prototype with ph control modeled on fuzzy logic for removing arsenic using fe(VI) and fe(III)

This study proposes a fuzzy control strategy embedded in a Siemens IoT2040 gateway developed for removing inorganic arsenic from synthetic underground water in a treatment plant prototype. The prototype is used to dose a constant flow of Fe(VI) to maintain an oxide-reduction potential to guarantee the oxidation of arsenite into arsenate, while the fuzzy logic embedded in the IoT control manages the addition of Fe(III) to achieve a proper pH adjustment and efficient arsenate removal. The tests used synthetic Bangladesh groundwater enriched with 200 µg/L of arsenite and 200 µg/L of arsenate. The results revealed that the plant prototype yielded an effective treatment of the water. Arsenate was decreased to an average value of 6.66 µg/L and, the arsenite concentration decreased to 1.01 µg/L or less. These values were lower than the limit of 10 µg/L deemed by the World Health Organization as safe for human consumption