Tratamiento de aguas contaminadas con colorantes mediante fotocatálisis con TiO2 usando luz artificial y solar

Abstract

Introducción. Las aguas residuales coloreadas son mezclas complejas que contienen sustancias recalcitrantes difíciles de oxidar por métodos convencionales. La fotocatálisis con TiO2 en suspensión ha demostrado ser eficiente en la oxidación de sustancias por medio de fotoactivación del catalizador con luz artificial. El uso de la luz solar en el proceso reduce los costos de operación en una aplicación a escala real de estos residuos. Objetivo. Evaluar el tratamiento de una mezcla de colorantes azoicos por fotocatálisis con TiO2 en suspensión, utilizando luz solar y artificial. Materiales y métodos. Se evaluó un reactor anular con iluminación artificial aplicando un diseño experimental Box-Behnken, variando las concentraciones de colorantes, TiO2 y H2O2. Con los resultados del primer sistema, la degradación del residuo modelo se llevó a cabo en un reactor tipo batch usando luz solar. Resultados. El sistema con luz artificial mostró que la concentración de colorantes y de TiO2 fueron los factores que influyeron significativamente sobre la remoción del color y la DQO; el diseño también permitió establecer expresiones matemáticas para la decoloración y la oxidación de la materia orgánica. El sistema con luz solar, después de 3 horas de tratamiento, removió 100 % del color y 80 % de la DQO. El seguimiento a los espectros UV-Vis durante el proceso evidenció posible formación de ácidos carboxílicos y posterior mineralización. Conclusiones. La fotocatálisis con TiO2 y luz solar demostró la capacidad degradativa del sistema foto-catalítico para la remediación de las aguas cargadas con mezclas de colorantes azoicos.

Heterogeneous photocatalysis and an anaerobic biological process for leachate treatment

“…UV radiation favors the generation of hydroxyl radicals since they irradiate the TiO2 nanoparticles to produce photogenerating holes where oxidation reactions take place for the removal of the studied pollutants [42]. Similarly, various investigations on photocatalytic processes have determined that they achieved high pollutant mineralizations at cumulative energies greater than 100 kJ.L −1 [43,44] and considering that the aim of this phase is to eliminate only a percentage of the pollutant load to be subsequently subjected to the anaerobic biological process (coupling), a range of accumulated working energy from 220 kJ.L −1 a 60 kJ.L −1 . is established.…”

Cinética de degradación de colorantes utilizados en la industria textil mediante la fotocatálisis solar heterogénea

“…o reutilizadas.Esta problemática, motivó el uso de diversas tecnologías como las denominadas Procesos de Oxidación Avanzada (POAS) que comprende procesos fotoquímicos y no fotoquímicos, en función al empleo o no de radiaciones luminosas (Anjaneyulu et al, 2005;Rodríguez y Barrera, 2020). Dentro de los fotoquímicos destacan los procesos UV/H2O2, UV/O3, el Foto-Fenton (Arroyave et al, 2009), la fotocatálisis heterogénea (Forero et al, 2005;Pey, 2008;Castro y Durán, 2014;Manrique et al, 2017), tratamientos combinados biológico fotocatalítico (Favero et al, 2013) y biotecnología (Cortázar et al, 2012). En especial, la fotocatálisis heterogénea con dióxido de titanio como catalizador es una de las aplicaciones fotoquímicas que mayor interés ha despertado en la comunidad científica internacional.…”