Proceso de Oxidación Avanzada (AOP) Para Tratamiento de Agua

A medida que aumentan las preocupaciones ambientales, las aguas residuales y los efluentes industriales se están convirtiendo cada vez más en un problema debido a los persistentes compuestos orgánicos. Los Procesos de Oxidación Avanzada (POA) hacen referencia a un conjunto de procedimientos de tratamiento químico diseñados para eliminar materiales orgánicos (y a veces inorgánicos) del agua y las aguas residuales mediante la oxidación a través de la reacción con radicales hidroxilo. Los Procesos de Oxidación Avanzada (POA) en el tratamiento del agua están surgiendo como una solución viable, siendo el ozono especialmente prometedor debido a sus poderosas propiedades oxidantes. Esta publicación explora cómo los POA basados en ozono pueden eliminar estos contaminantes, creando un ambiente más limpio y seguro. (· OH) u otros agentes oxidantes potentes para descomponer y mineralizar los compuestos orgánicos. Estos procesos pueden dirigirse eficazmente a contaminantes complejos y recalcitrantes que los métodos convencionales de tratamiento biológico tienen dificultades para eliminar.

El papel del ozono en los procesos de oxidación avanzada (POA):

El ozono es una molécula triatómica compuesta por tres átomos de oxígeno y un oxidante extremadamente fuerte. Se produce in situ utilizando generadores industriales especializados de ozono, lo que asegura un suministro constante y controlado para los POA. Cuando se introduce el ozono en el agua, reacciona con ella para producir radicales hidroxilo. Estos radicales son altamente reactivos y efectivos para descomponer diversos compuestos orgánicos, lo que los convierte en un componente esencial en la degradación de tales contaminantes. Estos radicales son los principales actores en la degradación oxidativa de los contaminantes orgánicos persistentes. Poseen un electrón no emparejado, lo que los hace altamente reactivos y de corta vida útil. Como resultado, atacan a las moléculas orgánicas mediante la extracción de átomos de hidrógeno o la adición a enlaces dobles, lo que lleva a la ruptura de los enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno en los contaminantes. Este proceso finalmente descompone los compuestos orgánicos complejos en moléculas más pequeñas y menos dañinas, como dióxido de carbono, agua y ácidos orgánicos simples.

La capacidad del ozono para generar radicales hidroxilo lo convierte en una opción atractiva para tratar diversas corrientes de aguas residuales y fuentes de agua contaminada. Los POA aprovechan la potente capacidad oxidante del ozono, lo que permite la degradación de compuestos recalcitrantes que no son fácilmente tratables mediante métodos convencionales. Además, dado que el ozono se descompone en oxígeno después de sus reacciones, no deja ningún residuo dañino en el agua tratada, lo que lo convierte en un enfoque ambientalmente sostenible. Este proceso es crucial para la efectividad de los procesos de oxidación avanzada (POA) que utilizan ozono.

Procesos de oxidación avanzada basados en ozono para el tratamiento del agua:

Difusión de gas de ozono: La difusión de gas de ozono implica hacer burbujear directamente el gas de ozono a través del agua residual o el efluente. A medida que las burbujas de ozono ascienden a través del líquido, entran en contacto con los contaminantes orgánicos, iniciando su degradación.
Proceso de ozono/UV: El proceso de ozono/UV implica que la radiación ultravioleta active el ozono, generando radicales adicionales. Esta combinación de ozono y radiación UV crea un ambiente oxidativo aún más robusto. La luz UV a una longitud de onda específica (normalmente 254 nm) irradia la mezcla de ozono y agua. Esta irradiación UV mejora la fotólisis del ozono, produciendo radicales hidroxilo adicionales (OH•) a partir de la descomposición del ozono.
Ozono/peróxido de hidrógeno: El proceso de ozono/peróxido de hidrógeno (O3/H2O2) es un proceso de oxidación avanzada. Esta combinación mejora la formación de radicales mediante una reformación en dos pasos. El ozono (O3) reacciona con el peróxido de hidrógeno (H2O2) para formar un intermediario altamente reactivo, el radical perhidroxilo (HO2•) y un ion perhidróxido (HO2-). El radical perhidroxilo (HO2•) se descompone rápidamente en agua para producir dos radicales hidroxilo.

Ventajas de los POA basados en ozono:

Degradación altamente efectiva de compuestos orgánicos: Los procesos de oxidación avanzada basados en ozono se destacan por descomponer una amplia gama de contaminantes orgánicos y compuestos persistentes, incluyendo productos farmacéuticos, pesticidas, tintes y más. Estos procesos degradan eficientemente diversos contaminantes como ibuprofeno, naproxeno, cafeína, bisfenol-A (BPA), nonilfenol, atrazina, glifosato y clorpirifos presentes en aguas residuales y efluentes industriales. Al apuntar a estos contaminantes, los POA basados en ozono aseguran recursos hídricos más limpios y seguros.
Solución ecológica: Una de las ventajas más significativas de los POA basados en ozono es su amigabilidad ambiental. Después de la oxidación, el ozono se descompone naturalmente en oxígeno, sin dejar residuos o subproductos dañinos en el agua tratada. El énfasis en este aspecto ecológico atrae a clientes conscientes del medio ambiente que buscan soluciones de tratamiento de agua sostenibles.
Versatilidad para diversas aplicaciones: Los POA basados en ozono ofrecen una versatilidad excepcional, lo que los hace ideales para el tratamiento de aguas residuales industriales y municipales. Con su naturaleza adaptable, estos procesos pueden adaptarse a diversas aplicaciones y requisitos específicos.

Desventajas de los AOP basados en ozono:

Existen algunas limitaciones en el uso del ozono en los AOP, tales como:

Dependencia del pH y la temperatura: Para obtener los mejores resultados, es importante supervisar y optimizar cuidadosamente el pH y la temperatura del agua durante la oxidación con ozono. Estos factores pueden tener un gran impacto en la eficiencia del proceso.
Formación de bromato: Cuando el ozono entra en contacto con iones bromuro en el agua, puede crear una sustancia llamada bromato. Este subproducto de desinfección está regulado y requiere una manipulación cuidadosa.

Aplicación de Procesos de Oxidación Avanzada

La elección de un proceso de oxidación avanzada adecuado depende de la aplicación específica. En Absolute Ozone, evaluamos cuidadosamente las necesidades de cada cliente, considerando factores como los contaminantes orgánicos específicos a eliminar, los compuestos a tratar, los objetivos de tratamiento, los niveles de concentración, las condiciones del sitio y las consideraciones presupuestarias. Estos procesos tienen una amplia aplicación en diversas áreas, especialmente en la oxidación de compuestos refractarios y la reducción del TOC (Carbono Orgánico Total) y el COD (Demanda Química de Oxígeno) en los siguientes sectores:

Tratamiento de efluentes gaseosos
Reclamación, reutilización y reciclaje de agua
Tratamiento de agua potable
Procesos de tratamiento de agua
Tratamiento de aguas residuales industriales y municipales
Tratamiento de agua para procesos industriales y ultra pura
Industrias electrónicas y farmacéuticas

El uso del ozono en procesos de oxidación avanzada es especialmente destacable debido a sus potentes habilidades oxidantes, adaptabilidad y naturaleza respetuosa con el medio ambiente. Implementar un proceso de oxidación avanzada basado en ozono puede contribuir a obtener fuentes de agua más limpias y un ecosistema más saludable, asegurando un futuro mejor y más sostenible.

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