UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

En aquest article es demostra, per primera vegada, a una escala de planta pilot, la viabilitat t�cnica en continu del proc�s Electro-Fenton, un nou tractament d'aig�es residuals t�xiques i/o de dif�cil tractament amb els m�todes biol�gics habituals. Aquest proc�s, creat per l'autor d'aquesta ressenya, consisteix en l'electr�lisi de l'aigua residual utilitzant un el�ctrode (O2-diffusion cathode en la figura 1), en el qual l'oxigen provinent '’una ampolla (O2 cylinder), es transforma en aigua oxigenada. Quan t� un pH proper a 3 i amb l'ajuda de petites quantitats de ferro dissoltes en la mostra, l'aigua oxigenada es transforma en un potent oxidant, el radical OH, capa� d’incinerar en fred els contaminants org�nics dissolts, transformant-los en di�xid de carboni amb aigua i amb ions inorg�nics. Aquesta oxidaci�, coneguda com reacci� de Fenton, es completa per l'oxidaci� convencional dels contaminants que t� lloc en l'altre el�ctrode (anode) de la cel•la electroqu�mica.

Com es descriu en l'article, el proc�s Electro-Fenton s’ha utilitzat amb �xit per al tractament en continu de 3 mostres d'aig�es amb contaminants models (�cid benzoic, nitrobenz� i el pesticida 2,4-D), aix� com d'aig�es residuals reals procedents de la ind�stria qu�mica fina i de la ind�stria paperera. El procediment experimental era el seg�ent: s'omplia el dip�sit (reservoir) amb 26 litres d'una dissoluci� aquosa amb petites concentracions de sulfat s�dic, sulfat ferr�s i �cid sulf�ric –per� sense contaminants org�nics- que es reciclava cont�nuament a trav�s de la cel•la electroqu�mica mitjan�ant una bomba (pump). Durant l'electr�lisi, amb un corrent constant de 20 ampers, s'afegien a la dissoluci� inicial cabals decreixents de les mostres contaminades amb la intenci� d'aconseguir unes aig�es de sortida amb una concentraci� de carboni org�nic total (TOC) constant i sensiblement inferior a la de la mostra original. Aquesta manera de controlar la reacci� s'ha revelat senzilla i efectiva. Els resultats van mostrar descensos de TOC de 60-84% en les mostres electrolitzades. Quan aquestes mostres van ser exposades posteriorment al sol, la c�rrega contaminant va desapar�ixer gaireb� per complet, excepte en el cas de la mostra provinent de la ind�stria de qu�mica fina.

Vegem per exemple el cas de les aig�es residuals d’'una ind�stria paperera (figura 2). Aquesta mostra contenia, inicialment, una mescla de contaminants amb un TOC de 328 parts per mili� (ppm). Laddici� al sistema en funcionament de cabals decreixents d'aquesta mostra fins a un cabal de un litre/hora al final de l'experiment, va permetre obtenir un efluent de sortida amb un TOC pr�cticament constant de 70 ppm (corba inferior creixent en la figura 2). El consum energ�tic d'aquest proc�s va ser de 0.38 kWh/gTOC. Quan es van exposar al sol les mostres electrolitzades, el TOC va baixar r�pidament a nivells inferiors a les 10 ppm (porci� decreixent de la mateixa corba) sense augmentar el cost energ�tic. En la figura 2 tamb� es mostra l'evoluci� calculada del TOC en el sistema funcionant sense corrent el�ctric (corba superior).

L’article tamb� explica com calcular, a partir d'experiments de laboratori en discontinu, el cabal d'entrada necessari per obtenir un cabal de sortida desitjat. O inversament, com obtenir constants de velocitat a partir d'experiments en planta pilot com els aqu� descrits.

Figura 2. An�lisi de l’aplicaci� de la t�cnica en el cas de les aig�es residuals d'una ind�stria paperera.