Evaluación de la degradación del ácido 3,5- dinitrosalicílico mediante fotocatálisis homogénea en un reactor de recirculación y reactor solar CPC de la Escuela de Química de la Universidad Tecnológica de Pereira

Abstract

El creciente problema medioambiental que constituyen los vertimientos procedentes principalmente de la industria y la agricultura, ha llevado a generar y proponer alternativas de reducción de la contaminación. En éste sentido, los procesos avanzados de oxidación (PAO’s), se han convertido en una herramienta importante y muy aplicada, ya que son capaces de degradar completamente y convertir en productos inocuos y/o biodegradables un amplio espectro de compuestos orgánicos e inorgánicos. El presente estudio reúne los resultados de aplicar el proceso Foto-Fenton a una muestra de Ácido 3,5- Dinitrosalicílico (DNS) con una concentración de 20 ppm. El proceso Foto-Fenton consiste en tratar la carga contaminante con una combinación de H2O2 y FeCl3 en condiciones ácidas y en presencia de radiación ultravioleta. Se determinaron las mejores condiciones de operación en el Reactor de Recirculación mediante análisis ANOVA multifactorial para los porcentajes de degradación con combinaciones de pH (2,0 y 3.0), H2O2 (300 y 500 mg/L) y FeCl3 (300 y 500 mg/L) obteniéndose como mejores: pH 3.0, 300 mg/L de H2O2 y 500 mg/L de FeCl3. Dichas condiciones se aplicaron en el Reactor de Recirculación haciendo uso de una fuente de iluminación Philips TL-D 36W/18 Black SLV centrada en 365 nm y en el Reactor Solar CPC en 90 minutos de operación durante un día con radiación solar promedio de 539,67 W/m2 y 215,33W sobre la superficie del colector; estableciendo de ésta forma la cinética de fotodegradación para el DNS en la que se presentaron unos valores de degradación primaria de 83,88% y 76,18% en el Reactor de Recirculación y Reactor Solar CPC respectivamente y unos valores de remoción de materia orgánica, medida como COT del 61,1% en el Reactor de Recirculación y del 67,78% en el Reactor Solar CPC. El estudio permitió determinar la eficiencia del método Foto-Fenton y su mayor grado de degradación para el DNS en comparación con la Fotocatálisis Heterogénea, cuyo análisis se llevó a cabo en el año 2012 en la Escuela de Química de la Universidad Tecnológica de Pereira.The increasing environmental issue built by the discharges of wastewater produced by the industry and the agriculture, has taken people to propose and develop alternatives for reducing pollution. This way, advanced oxidation processes (AOP'S) have become into an applied and very important tool, given that they are capable of degrading and turn a great quantity of organic and inorganic compounds into innocuous and biodegradable ones. This paper reports the study of the Photon Fenton process applied on a sample of 3,5 - Dinitrosalicylic acid (DNSA) in a concentration of 20 ppm. The object of this process is treating the contaminated sample with a combination of H2O2 and FeCl3 in acid conditions and with the presence of UV radiation. The best operation conditions for the recirculating reactor were determined by multivariate ANOVA analysis for the percentages of the degradation with different combinations of pH (2,0 and 3,0), H2O2 (300 mg/L and 500 mg/L) and FeCl3 (300 mg/L and 500 mg/L); best results were got with pH 3,0 , 300 mg H202/L and 500 mg FeCl3/L. These conditions were applied at the recirculating reactor using a TL-D 36W/18 Black SLV source of illumination Philips in a wavelength of 365 nm and at the CPC solar reactor with 90 minutes of operation during 1 day with an average solar radiation of 539,67 W/m2 and 215,33 W over the collector surface; this way, the photodegradation kinetics for the DNSA was established with a value of organic matter removal determined as Total Organic Carbon (TOC) = 61,1% in the Recirculating reactor, and TOC = 67,78% in the CPC Solar Reactor. This study allowed to determinate the Photo Fenton method efficiency and that this one has a better degree of degradation for the DNSA compared with the Heterogeneous photocatalysis method, which study was made in the School of Chemistry at the Technological University of Pereira in 2012