Proceso de Oxidación Avanzada (AOP) Para Tratamiento de Agua

Los procesos de oxidación avanzada (AOP) son un método de oxidación que consiste en especies altamente reactivas utilizadas en la destrucción oxidativa de los contaminantes objetivo. En el agua, AOP crea radicales hidroxilo, un poderoso oxidante secundario. Este oxidante secundario puede causar la oxidación de la mayoría de los compuestos orgánicos hasta que estén completamente mineralizados como dióxido de carbono y agua. El radical hidroxilo tiene un potencial de oxidación mucho mayor que el ozono o el peróxido de hidrógeno. El ozono suele reaccionar al menos un millón de veces más rápido, lo que reduce el tiempo de contacto y la huella ecológica.

La mayoría de las plantas de purificación de agua en todo el mundo utilizan cloro para la desinfección. Sin embargo, en investigaciones recientes se ha sugerido que el cloro produce THM, como el cloroformo, cuando se mezcla con moléculas orgánicas. Los radicales libres producidos por los THM son altamente cancerígenos (Díaz et al., 2011). Según el Consejo de Calidad Ambiental de los Estados Unidos, los usuarios de agua clorada se enfrentan a un 93 % más de riesgo de cáncer que los no usuarios (Yan et al., 2021). Por lo tanto, muchas instalaciones de purificación de agua ahora desinfectan el agua con Ozono.

Beneficios de AOP Para el Tratamiento de Agua:

Puede matar virus y microorganismos en solo unos segundos debido a su alta fuerza oxidante y su rápido tiempo de respuesta.
Después de la desinfección, este procedimiento agrega oxígeno al agua.
No hay necesidad de productos químicos adicionales.
No tiene olor ni sabor.
Es efectivo para eliminar gérmenes.
Puede matar bacterias, mohos, sustancias orgánicas y otros contaminantes en el agua.
El O3 se convierte rápidamente en oxígeno y desaparece después de su uso.
Puede reducir COD con bajos costos operativos.

Principios Químicos

A pesar de sus propiedades altamente reactivas, el ozono es un gas con una solubilidad limitada en agua. Debido a esta complejidad, las reacciones del ozono en el sistema acuoso son muy complicadas e involucran transferencia de masa gas-líquido, auto descomposición y reacciones con constituyentes orgánicos e inorgánicos disueltos y suspendidos. El alto potencial redox del ozono le permite oxidar numerosos compuestos, incluidos el hierro, el manganeso, el nitrito, los sulfuros y el bromuro.

En muchos casos, las reacciones de oxidación del ozono se caracterizan por la transferencia de oxígeno del ozono al reactivo. En el agua, el ozono reacciona principalmente con:

O3 + HO− → HO2− + O2 (la reacción entre el O3 y un ion hidroxilo conduce a la formación de H2O2 (en forma cargada))

O3 + HO2− → HO2· + O3−· (una segunda molécula de O3 reacciona con el HO2− para producir el radical ozónido)

O3−· + H+ → HO3· (este radical se convierte en ·OH tras la protonación)

HO3· → ·OH + O2