PROCESOS DE OXIDACIÓN AVANZADA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES
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Grado
Procesos de oxidación avanzada
Institución
Procesos De Oxidación Avanzada
El documento define a los procesos de oxidación avanzada (POA), los clasifica y muestra los principales desafíos que existen para su aplicación a escala industrial. Contiene citas y referencias de artículos científicos relevantes en la materia.
PROCESOS DE OXIDACIÓN AVANZADA PARA EL
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
INDUSTRIALES
RESUMEN
La contaminación industrial es una preocupación actual. El destino de esta contaminación
muchas veces son cuerpos de agua lo que pone en peligro la salud de ecosistemas y seres
humanos. Los Procesos de Oxidación Avanzada (POAs) son procesos químicos que
permiten la remoción de contaminantes orgánicos persistentes de aguas residuales
industriales, se basan en la formación de radicales oxidantes (•OH, SO 4•—, O2•—, entre
otros) para mineralizar dichos compuestos. Aspectos relacionados a la implementación
industrial de estos procesos, a los mecanismos de reacción y a la formación de
intermediarios tóxicos durante la degradación han sido poco abordados en las
investigaciones actuales en torno a los POAs.
INTRODUCCIÓN
La contaminación es una amenaza existencial para la salud humana y planetaria, y pone en
peligro la sustentabilidad de las sociedades modernas (Fuller et al., 2022). Con el desarrollo
de las industrias el número de fuentes potenciales de contaminación del agua está
incrementando (Zhang et al., 2019). Los efluentes industriales usualmente contienen una
variedad de compuestos orgánicos e inorgánicos altamente tóxicos que son, a menudo,
descargados en cuerpos de agua (Shukla et al., 2023). Dichos contaminantes orgánicos
incluyen a contaminantes emergentes que no son completamente biodegradables y algunos
son refractarios a tratamientos de aguas residuales convencionales, entre ellos se pueden
encontrar: pesticidas, compuestos farmacéuticos, hidrocarburos, entre otros (Peyrelasse et
al., 2022).
Estudios recientes han demostrado que los procesos de oxidación avanzada (POAs) son una
forma prometedora para remover contaminantes orgánicos de aguas. La definición
expandida de los POAs está basada en la generación in-situ de especies de oxígeno
altamente reactivas tales como el radical-OH (•OH), el radical sulfato (SO 4•—), oxígeno
singlete (1O2), el radical superóxido (O2—•) que son capaces de oxidar contaminantes
, refractarios. En numerosos POAs, los procesos de Fenton, ozonación, fotocatálisis,
persulfato activado, electroquímicos y de radiación ionizante han sido implementados para
eliminar compuestos orgánicos de difícil degradación en procesos de tratamiento de aguas
(Li et al., 2023).
El objetico principal de un POAs es mineralizar un compuesto orgánico persistente a CO 2 y
H2O. Se considera la mineralización completa del contaminante como un objetivo
primordial. De esta manera, se logra remover el contaminante del efluente industrial y se
asegura que intermediarios peligrosos (que podrían producirse durante el proceso de
degradación) no estén presentes en el mismo.
Una serie de aristas (por ejemplo, económicas, tecnológicas, ambientales, de metodología,
etc.) no han sido, en gran medida, consideradas en las investigaciones actuales en torno a
los POAs. Estas se han centrado, principalmente, en el proceso químico mismo de
oxidación. El objetivo de esta revisión es comparar los principales POAs que se han
estudiado para la remoción de contaminantes orgánicos en aguas residuales industriales, y
mostrar perspectivas de investigación futura en torno a aristas poco abordadas de estos
procesos.
COMPARACIÓN DE LOS POAs
Los POAs se pueden clasificar de distintas maneras, considerando, por ejemplo, oxidante
utilizado: sulfato, oxígeno, peróxido de hidrógeno, ozono, etc.; radical oxidante generado:
•OH, SO4•—, O2—•, etc.; agente precursor de la generación del radical oxidante: luz (fotólisis
o fotocatálisis), metal de transición (fotocatálisis o electrooxidación), electricidad
(electrooxidación), radiación, etc.; tipo de proceso: homogéneo o heterogéneo; o mediante
el tipo de compuesto orgánico a degradar o efluente industrial a tratar: compuestos
farmacéuticos, antibióticos, colorantes industriales, hidrocarburos, pesticidas, etc.
Una comparación de los POAs basada en el radical generado es idónea cuando se tiene en
mente una clasificación básica.
POAs basados en la generación del radical hidroxilo
Los POAs basados en el hidroxilo (•OH-POAs) son efectivos para la degradación no
selectiva de polutantes debido a su poderosa capacidad oxidante (E0 (•OH/OH−) = +1.8 -
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