Titulo:
Reducción de la concentración de DQO y COT en aguas residuales de la industria farmacéutica empleando ozono catalizado por Fe2+. Estudio de caso a escala real
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Sumario:
El presente trabajo fue realizado con el fin de mejorar el desempeño de un sistema de ozonización utilizado para el tratamiento de aguas residuales en una industria farmacéutica. Con el objeto de mejorar la mineralización de la materia orgánica, se aplicó como catalizador sulfato ferroso al sistema de reacción. Seguido de esto, se ajustó el pH del agua entre 8,5 y 10 para que el proceso se lleve a cabo en condiciones alcalinas. Finalmente, se inyectó O3 a través de un tubo Venturi con el fin de mejorar el intercambio de masa entre el gas y el agua. Los datos preliminares de operación del sistema de tratamiento señalan que este alcanza remociones de demanda química de oxígeno (DQO) menores a 10 %. Los ensayos fueron realizados a escala real... Ver más
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Revista Mutis - 2021
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Reducción de la concentración de DQO y COT en aguas residuales de la industria farmacéutica empleando ozono catalizado por Fe2+. Estudio de caso a escala real Reduction of the Concentration of COD and TOC in Wastewater from the Pharmaceutical Industry Using Ozone Catalyzed by Fe2+. Full-scale Case Study El presente trabajo fue realizado con el fin de mejorar el desempeño de un sistema de ozonización utilizado para el tratamiento de aguas residuales en una industria farmacéutica. Con el objeto de mejorar la mineralización de la materia orgánica, se aplicó como catalizador sulfato ferroso al sistema de reacción. Seguido de esto, se ajustó el pH del agua entre 8,5 y 10 para que el proceso se lleve a cabo en condiciones alcalinas. Finalmente, se inyectó O3 a través de un tubo Venturi con el fin de mejorar el intercambio de masa entre el gas y el agua. Los datos preliminares de operación del sistema de tratamiento señalan que este alcanza remociones de demanda química de oxígeno (DQO) menores a 10 %. Los ensayos fueron realizados a escala real y las variables de calidad del agua fueron analizadas a diferentes tiempos de reacción. Se determinó que para una dosis de ozono igual a 10 g/h y 10 mg/L de Fe2+ y un pH inicial del agua igual a 9 se requieren de 4,5 horas a fin de lograr una reducción de 30,73 % de DQO y 36,85 % de carbón orgánico total (COT). Los resultados realizados con un pH inicial superior a 9,5 señalan que la efectividad del proceso se reduce, hecho que puede ser ocasionado por la rápida formación de Fe(OH)3 insoluble, con lo cual disminuye la disponibilidad del catalizador para la formación de radicales OH* en el agua. This work was carried out to improve the performance of an ozonation system used for wastewater treatment in the pharmaceutical industry. Ferrous sulfate was applied as a catalyst to the reaction system in order to improve the mineralization of organic matter. After this, the pH of the water was adjusted to 8.5-10 so that the process flows under alkaline conditions. Finally, O3 was injected through a Venturi tube to improve the mass exchange between gas and water. Preliminary data on the operation of the treatment system indicate a COD removal of less than 10%. The tests were carried out at full scale and the water quality variables were analyzed at different reaction times. Results allowed us to determine that an ozone dose equal to 10 g/h and 10 mg/L of Fe2+ and an initial pH of water of 9 require a total of 4.5 hours to achieve a 30.73% reduction of COD and 36.85% reduction of TOC. The results obtained at an initial pH higher than 9.5 indicate that the effectiveness of the process is lowered under this condition, which may be due to the rapid formation of insoluble Fe(OH)3, thus reducing the availability of catalyst for the formation of OH* radicals in the water. Pedreros Calvo, Camila Valderrama Lopez, Kelly Viviana Agudelo Valencia, Rafael Nikolay Pérez Cortés, Karina Campo, Carlos Enrique ozono procesos de oxidación avanzada catalizador DQO COT agua residual farmacéutica Ozone advanced oxidation processes catalyst COD TOC pharmaceutical wastewater 11 2 Artículo de revista Journal article 2021-05-13T00:00:00Z 2021-05-13T00:00:00Z 2021-05-13 application/pdf text/xml Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano Revista Mutis 2256-1498 https://revistas.utadeo.edu.co/index.php/mutis/article/view/1707 10.21789/22561498.1707 https://doi.org/10.21789/22561498.1707 spa https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 Revista Mutis - 2021 Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0. 56 63 Başaran-Dindaş, G., Çalişkan, Y., Çelebi, E. E., Tekbaş, M., Bektaş, N., & Yatmaz, H. C. (2020). Treatment of pharmaceutical wastewater by combination of electrocoagulation, electro-fenton and photocatalytic oxidation processes. Journal of Environmental Chemical Engineering, 8(3), 103777. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.103777 Braga, W. L. M., de-Melo, D. H. A., de-Morais, D., Samanamud, G. R. L., França, A. B., Finzi-Quintão, C. M., Loures, C. C. A., de-Urzedo, A. P. F. M., Naves, L. L. R., de-Freitas-Gomes, J. H., & Naves, F. L. (2020). Optimization of the treatment of sanitary landfill by the ozonization catalysed by modified nanovermiculite in a rotating packed bed. Journal of Cleaner Production, 249, 119395. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119395 Cao, Q., Sang, L., Tu, J., Xiao, Y., Liu, N., Wu, L., & Zhang, J. (2020). Rapid degradation of refractory organic pollutants by continuous ozonation in a micro-packed bed reactor. Chemosphere, 270, 128621. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.128621 Chandak, S., Ghosh, P. K., & Gogate, P. R. (2020). Treatment of real pharmaceutical wastewater using different processes based on ultrasound in combination with oxidants. Process Safety and Environmental Protection, 137, 149-157. https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.02.025 Huang, Y., Luo, M., Xu, Z., Zhang, D., & Li, L. (2019). Catalytic ozonation of organic contaminants in petrochemical wastewater with iron-nickel foam as catalyst. Separation and Purification Technology, 211(March), 269-278. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.09.080 Lalwani, J., Gupta, A., Thatikonda, S., & Subrahmanyam, C. (2020). Oxidative treatment of crude pharmaceutical industry effluent by hydrodynamic cavitation. Journal of Environmental Chemical Engineering, 8(5), 104281. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104281 Ling, L., Liu, Y., Pan, D., Lyu, W., Xu, X., Xiang, X., Lyu, M., & Zhu, L. (2020). Catalytic detoxification of pharmaceutical wastewater by Fenton-like reaction with activated alumina supported CoMnAl composite metal oxides catalyst. Chemical Engineering Journal, 381(866), 122607. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122607 Mainardis, M., Buttazzoni, M., De-Bortoli, N., Mion, M., & Goi, D. (2020). Evaluation of ozonation applicability to pulp and paper streams for a sustainable wastewater treatment. Journal of Cleaner Production, 258, 120781. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120781 Olvera-Vargas, H., Gore-Datar, N., Garcia-Rodriguez, O., Mutnuri, S., & Lefebvre, O. (2021). Electro-Fenton treatment of real pharmaceutical wastewater paired with a BDD anode: Reaction mechanisms and respective contribution of homogeneous and heterogenous [rad]OH. Chemical Engineering Journal, 404(January), 126524. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126524 Preethi, V., Parama-Kalyani, K. S., Iyappan, K., Srinivasakannan, C., Balasubramaniam, N., & Vedaraman, N. (2009). Ozonation of tannery effluent for removal of COD and color. Journal of Hazardous Materials, 166(1), 150-154. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.11.035 Rekhate, C. V., & Srivastava, J. K. (2020). Recent advances in ozone-based advanced oxidation processes for treatment of wastewater. A review. Chemical Engineering Journal Advances, 3(June), 100031. https://doi.org/10.1016/j.ceja.2020.100031 Ribeiro, A. R., Nunes, O. C., Pereira, M. F. R., & Silva, A. M. T. (2015). An overview on the advanced oxidation processes applied for the treatment of water pollutants defined in the recently launched Directive 2013/39/EU. Environment International, 75(February), 33-51. https://doi.org/10.1016/j.envint.2014.10.027 Wang, C., Li, A., & Shuang, C. (2018). The effect on ozone catalytic performance of prepared-FeOOH by different precursors. Journal of Environmental Management, 228(163), 158-164. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.08.103 Wang, J., & Chen, H. (2020). Catalytic ozonation for water and wastewater treatment: Recent advances and perspective. Science of the Total Environment, 704, 135249. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135249 Zaied, B. K., Rashid, M., Nasrullah, M., Zularisam, A. W., Pant, D., & Singh, L. (2020). A comprehensive review on contaminants removal from pharmaceutical wastewater by electrocoagulation process. Science of the Total Environment, 726, 138095. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138095 https://revistas.utadeo.edu.co/index.php/mutis/article/download/1707/1739 https://revistas.utadeo.edu.co/index.php/mutis/article/download/1707/2016 info:eu-repo/semantics/article http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 http://purl.org/redcol/resource_type/ARTREF info:eu-repo/semantics/publishedVersion http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 info:eu-repo/semantics/openAccess http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 Text Publication |
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El presente trabajo fue realizado con el fin de mejorar el desempeño de un sistema de ozonización utilizado para el tratamiento de aguas residuales en una industria farmacéutica. Con el objeto de mejorar la mineralización de la materia orgánica, se aplicó como catalizador sulfato ferroso al sistema de reacción. Seguido de esto, se ajustó el pH del agua entre 8,5 y 10 para que el proceso se lleve a cabo en condiciones alcalinas. Finalmente, se inyectó O3 a través de un tubo Venturi con el fin de mejorar el intercambio de masa entre el gas y el agua. Los datos preliminares de operación del sistema de tratamiento señalan que este alcanza remociones de demanda química de oxígeno (DQO) menores a 10 %. Los ensayos fueron realizados a escala real y las variables de calidad del agua fueron analizadas a diferentes tiempos de reacción. Se determinó que para una dosis de ozono igual a 10 g/h y 10 mg/L de Fe2+ y un pH inicial del agua igual a 9 se requieren de 4,5 horas a fin de lograr una reducción de 30,73 % de DQO y 36,85 % de carbón orgánico total (COT). Los resultados realizados con un pH inicial superior a 9,5 señalan que la efectividad del proceso se reduce, hecho que puede ser ocasionado por la rápida formación de Fe(OH)3 insoluble, con lo cual disminuye la disponibilidad del catalizador para la formación de radicales OH* en el agua.
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