Tratamiento Fotocatalitico

RESUMEN

La degradación fotocatalítica del ácido protocatecuico, un compuesto polifenólico biorecalcitrante, cuya presencia es típica en las aguas residuales pertenecientes al procesamiento de aceitunas y a la destilación de vinos, ha sido estudiada en soluciones heterogéneas acuosas que contenían compuestos semiconductores (TiO2, ZnO) que cumplían la función de fotocatalizadores Ambos en presencia de iluminación natural y artificial. Aproximadamente, luego de un pseudo primer orden cinético sigue la desaparición de la molécula orgánica, de acuerdo al modelo de Langmuir-Hinshelwood. En el presente se ha comparado la eficiencia en general de diversos fotocatalizadores comerciales así como su producción de CO2. Entre ellos, el ZnO muestra una mayor actividad fotocatalítica y se comprobó el efecto del H2O2 en la tasa de reacción.

Palabras clave: ácido protocatecuico, TiO2, ZnO, fotocatálisis, fotooxidación.

INTRODUCCIÓN

La eliminación de químicos tóxicos de las aguas residuales es un tema que causa gran preocupación en la actualidad, ya que la biodegradación suele ser muy lenta e implica varios días o semanas. Estos contaminantes pueden provenir del uso industrial, doméstico y cuidado personal. La búsqueda de medios efectivos para remover estos compuestos forma parte del interés de las autoridades reguladoras alrededor del mundo.

Recientemente se ha demostrado que los materiales semiconductores que ayudan a la oxidación fotocatalítica de los compuestos orgánicos pueden representar una alternativa ante los métodos convencionales para la remoción de los contaminantes orgánicos presentes en el agua y en el aire (Ollis et al., 1991; Hoffmann et al., 1995; Peral et al., 1997). Se ha utilizado ya una amplia variedad de compuestos semiconductores (óxidos, sulfuros y otros) que actúan como fotocatalizadores de los cuales el TiO2 fue el que recibió mayor atención debido a su alta actividad fotocatalítica, su resistencia a la fotocorrosión, su inmunidad biológica y a su bajo precio. La iluminación apropiada de estas partículas produce un estado de excitación en los electrones de alta energía y en los pares electrón-hueco (e-/h+) que pueden migrar a la superficie de las partículas. Estos pares de electrones son capaces de iniciar un amplio rango de reacciones químicas que podrían conducir a una mineralización total de los contaminantes. Además el proceso fotocatalítico se realiza en un clima templado y puede ser accionado por la luz solar, requiere de poca energía eléctrica y los costos de operación son muy reducidos (Gupta and Anderson,1991; Goswami, 1995).

El aceite de oliva es un producto típicamente mediterráneo y su importancia económica y nutricional es bien conocida. Las aguas residuales relativas al proceso de extracción de aceite de oliva (OMW – Oil Milling Waste Water-, por sus siglas en inglés) se encuentran llenas de contaminantes debido al alto contenido de carbón orgánico el mismo que se encuentra en porción sustancial en forma de fenoles, polifenoles y taninos (Zouari and Ellouz, 1996). El potencial de contaminación de las OMW, expresadas como la concentración de Demanda Química de Oxígeno (DQO) varía desde 100 hasta 250 kgm-3. Las aguas residuales de este origen representan un serio problema ambiental no solo debido a la presencia de compuestos recalcitrantes con acción biostática, sino también porque son producidas en grandes cantidades durante un periodo muy corto de tiempo.

Muchos procedimientos químicos y biológicos se utilizan con más frecuencia para transformar las aguas residuales relativas al proceso de extracción de aceite de oliva, en residuos biodegradables, algunos han tenido éxito pero no se han efectuado ampliamente debido al alto costo que implica la instalación y la operación de los mismos (Borja et al., 1992;Matzavinos et al.,

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