Estudio comparativo

Estudio comparativo de tratamiento de aguas residuales con colorantes por oxidación fotocatalítica acoplada y proceso de biopelícula

Dong Seog Kima, Young Seek Park b,∗
a Department of Environmental Science, Catholic University of Daegu,
Gyeongbuk 712-702, Republic of Korea
b Department of Health & Environment, Daegu University,
Gyeongbuk 712-714, Republic of Korea
Received 22 January2007; received in revised form 12 July 2007; accepted 27 July 2007

Resumen

Se estudió la degradación de rodamina B (RhB) y de DQO por un sistema acoplado de oxidación fotocatalítica (PCO) y de biopelícula. Los sistemas acoplados PCO-biopelículas se dividieron en dos sistemas de operación. El primero, R1, consistió de un sistema de pretratamiento de PCO y un postratamiento con un reactorde biopelícula y, el segundo, R2, fue un pretratamiento de biofilm y un postratamiento con un reactor PCO. En un experimento batch, el orden de la tasa de decoloración inicial fue oxidación fotocatalítica > adsorción > fotólisis. La tasa de remoción de color del RhB decreció con un incremento de la concentración inicial de DQO. En un estudio experimental continuo, casi todo el color fueremovido en el reactor PCO. Durante 180 días, las eficiencias de remoción de color y DQO en el sistema R2 (pretratamiento biopelícula + postratamiento PCO) fueron mayores que las presentadas en el sistema R1 (pretratamiento PCO + postratamiento biopelícula). En nuestros rangos experimentales, el proceso PCO fue superior a la oxidación Fenton en la remoción de color y DQO© 2007 Elsevier B. V. Todos los derechos reservados.
Palabras clave: reactor fotocatalitico; reactor de biofilm, tinte y la eliminación del color, eliminación de DQO

1.Introducción
Los colorantes son los compuestos orgánicos de color que representan un peligro cada vez mayor para el medio ambiente. Durante el teñido y acabado de textiles una gran cantidad de efluentes con alta
carga orgánica y  colores se pueden introduciren  sistemas acuáticos.

El tratamiento biológico de aguas residuales es a menudo la más económica alternativa en comparación con otras opciones de tratamiento. En general, los procesos convencionales de tratamiento biológico aerobio  no tratan efectivamente aguas residuales con colorante  por el alto grado de compuestos aromáticos presentes en las moléculas y la estabilidad de los modernoscolorantes y resulta  en  problemas de lodos abultados, aumento de lodos y la formación de flocs

Se han usado procesos de oxidación avanzada (AOP) para mejorar la biotratabilidad  de aguas residuales que contienen orgánicos no biodegradables como colorantes, generando radicales hidroxilo (OH) con alta capacidad como oxidantes.
Entre los  diversos AOPs , la oxidación fotocatalítica (PCO) hademostrado ser eficaz en la degradación de varios colorantes.

PCO puede ser usado para destruir los componentes de los colorantes, usando semiconductores como la forma de anatasa del dióxido de titanio e irradiación con luz ultravioleta.
A pesar de que el TiO2 sensibilizó el PCO ha sido intensamente estudiado y ha demostrado ser capaz de oxidar la mayoría de compuestos orgánicos, la separacióndel TiO2 después de la foto-oxidación es el principal problema. El TiO2 se puede estar inmovilizando algunos medios para facilitar la separación del agua después del PCO- , sin embargo, también se constató que la tasa de reacción en un sistema de suspensión fue de tres a cinco veces más rápido que en un sistema inmovilizado.

Además, uno de los mayores inconvenientes de los AOPs es que loscostos operativos son relativamente altos en comparación con los del tratamiento biológico, el proceso de tratamiento biológico y la mineralización completa necesita irradiación prolongada, causando un gran obstáculo para la aplicación de la degradación fotocatalítica en el tratamiento de aguas residuales. Por lo tanto, los procesos de fotocatálisis se han propuesto como una alternativa útil ...