Eliminació de microcontaminants orgànics d’aigües residuals mitjançant processos de sorció

Abstract

El projecte que es presenta en aquest document, té com a finalitat l’estudi dels processos de sorció per a la separació sòlid – líquid, aplicats a l’eliminació de microcontaminants orgànics procedents d’efluents industrials, basant-se principalment en l’estudi detallat de la modelització d’aquests processos. Per a poder realitzar una bona modelització, és bàsic estudiar tant la branca de l’equilibri com la de cinètica. Dins la part d’equilibri es realitzen les isotermes d’adsorció, les quals mostren la distribució de l’adsorbat entre la fase adsorbida i la solució a l’equilibri a una temperatura determinada. Segons quines són les hipòtesis inicials i les simplificacions realitzades, es poden trobar diferents expressions per al càlcul de les isotermes. Les més utilitzades, i conseqüentment les que s’han aplicat per als càlculs d’aquest projecte, són les isotermes de Langmuir, Freundlich , Temkin i Redlich – Peterson, havent-se creat una macro en entorn Excel per al càlcul còmode i eficaç de les tres primeres. D’altra banda, també és necessari disposar d’un model matemàtic que descrigui la cinètica del procés. La cinètica dels processos de sorció pot arribar a ser molt complexa en funció del model utilitzat, i tot i haver-ne estudiat diversos de diferent grau de complexitat, han estat els models HPDM i SPM els escollits per a calcular els dos paràmetres cinètics bàsics: el coeficient de difusió efectiu i el coeficient de transferència de matèria. Per altra banda, s’ha volgut aprofundir més en aquest camp, i s’ha realitzat un programa amb Maple utilitzant el model HSDM, el qual és molt més complex però a la vegada més fiable. Aquest programa informàtic s’ha creat amb l’objectiu de poder disposar d’una eina que permeti simular el comportament d’un sistema sense necessitat d’haver de realitzar un treball experimental previ. Per últim s’ha realitzat un disseny molt bàsic de l’equipament necessari per a realitzar el tractament d’aigües mitjançant processos de sorció a escala de laboratori. Els resultats obtinguts mostren que les dues isotermes que més s’ajusten a les dades experimentals són la de Langmuir i la de Temkin. Per altra banda, dins la part cinètica, s’ha pogut comprovar que l’etapa controlant de la velocitat depèn tant de l’adsorbat com de l’adsorbent que composin el sistema. Cal tenir en compte que aquestes dades són una primera aproximació a la definició del dimensionament del tractament a escala pilot com a fase prèvia a la seva implementació a escala real