Influencia de la concentración de oxidante y del tiempo de tratamiento en la regeneración de carbón activo saturado mediante la aplicación de procesos tipo Fenton

Abstract

[ES] Como bien se detalla en la memoria, en la Tierra existe un problema real de contaminación de las aguas y que está condicionado por las actividades que generan los humanos degradando los recursos hídricos de nuestro planeta. De esta forma, se motiva a los investigadores a que centren sus investigaciones en la solución óptima para intentar conseguir una estabilidad hídrica. Este es el motivo por el cual se establece como objetivo principal la optimización de la regeneración del carbón activo, el cual se trata de uno de los adsorbentes más importantes en la depuración de las aguas mediante el empleo de procesos tipo Fenton. Para conseguir este objetivo, se han realizado en el laboratorio una serie de experimentos en los que las variables controladas cambiaban su valor en cada experimento. De modo que, se pudiera analizar los cambios producidos en el tratamiento de las aguas y atribuirlo al cambio que sufrían las variables. Se tomaron como variables controladas: el tiempo de tratamiento y la concentración de agente oxidante. Con lo que, con un análisis posterior de los resultados, se consiguió determinar las condiciones óptimas para conseguir la regeneración completa de nuestro carbón activo. En varias de las condiciones testeadas se logró el objetivo principal de este proyecto, con lo que se optó por elegir la opción que más reduce el tiempo de tratamiento. Está opción emplea mayor cantidad de reactivo oxidante, sin embargo, permite reducir los costes de amortización de las instalaciones, ya que el tiempo de regeneración del carbón es menor, con lo que aumentan las horas productivas de los equipos e instalaciones. Por otro lado, el coste de operación aumenta al consumir mayor cantidad de reactivos; aunque en este caso la importancia de los costes de operación es menor en el coste total que los costes de amortización. Finalmente, con las condiciones anteriormente seleccionadas se aplicaron tres ciclos consecutivos (saturación-regeneración) obteniendo en los todos los casos el mismo comportamiento regenerativo sobre el carbón activado. Esto demuestra que estas condiciones pueden aplicarse sucesivamente sin perder características de adsorción sobre el carbón activado y manteniendo las propiedades originales.

[CA] Com bé es detalla en la memòria, en la Terra existeix un problema real de contaminació de les aigües i que està condicionat per les activitats que generen els humans degradant els recursos hídrics del nostre planeta. D'aquesta manera, es motiva als investigadors al fet que centren les seues investigacions en la solució òptima per a intentar aconseguir una estabilitat hídrica. Aquest és el motiu pel qual s'estableix com a objectiu principal l'optimització de la regeneració del carbó actiu, el qual es tracta d'un dels adsorbents més importants en la depuració de les aigües mitjançant l'ús de processos Fenton. Per a aconseguir aquest objectiu, s'han realitzat en el laboratori una sèrie d'experiments en els quals les variables controlades canviaven el seu valor en cada experiment. De manera que, es poguera analitzar els canvis produïts en el tractament de les aigües i atribuir-lo al canvi que patien les variables. Es van prendre com a variables controlades: el temps de tractament i la concentració d'oxidant. Amb el que, amb una anàlisi posterior dels resultats, es va aconseguir determinar les condicions òptimes per a aconseguir la regeneració completa del nostre carbó actiu. En diverses de les condicions testades es va aconseguir l'objectiu principal d'aquest projecte, amb el que es va optar per triar l'opció que més redueix el temps de tractament. Aquestà opció utilitza major quantitat de reactiu oxidant, no obstant això, permet reduir els costos d'amortització de les instal·lacions, ja que el temps de regeneració del carbó és menor, amb el que augmenten les hores productives dels equips i instal·lacions. D'altra banda, el cost d'operació augmenta en consumir major quantitat de reactius; encara que en aquest cas la importància dels costos d'operació és menor en el cost total que els costos d'amortització. Finalment, amb les condicions anteriorment seleccionades es van aplicar tres cicles consecutius (saturació-regeneració) obtenint en tots els casos el mateix comportament regeneratiu sobre el carbó activat. Això demostra que aquestes condicions poden aplicar-se successivament sense perdre característiques d'adsorció sobre el carbó activat i mantenint les propietats originals.

[EN] As detailed in the memory, there is a real water pollution problem on Earth and that is conditioned by the activities generated by humans by degrading the water resources of our planet. In this way, researchers are encouraged to focus their research on the optimal solution to try to achieve water stability. For this reason, the optimization of the regeneration of active coal is set as the main objective which is one of the most important adsorbents in water purification through the use of Fenton-type processes. To achive this goal, a series of experiments have been carried out in the laboratory where controlled variables changed their value in each experiment. Thus, the changes produced in water treatment could be analyzed and attributed to the change suffered by the variables. The following variables were taken as controlled variables: treatment time and oxidant concentration. With a subsequent analysis of the results, it was possible to determine the optimal conditions to achieve the complete regeneration of our activated coal. In several of the conditions tested, the main objective of this project was achieved, so it was decided to choose the option that most reduces the treatment time. This option uses a greater amount of oxidant reagent, however, it allows reducing the amortization costs of the facilities, since the carbon regeneration time is shorter, thus increasing the productive hours of the equipment and facilities. On the other hand, the operating cost increases when consuming more reagents; although in this case the importance of the operating costs is lower than the amortization costs in the total cost. Finally, with the previously selected conditions, three consecutive cycles (saturationregeneration) were applied, obtaining in all cases the same regenerative behavior on activated coal. This shows that these conditions can be applied successively without losing adsorption characteristics on the activated coal and maintaining the original properties.