El cobre como fotocatalizador en procesos de catálisis homogénea en aguas altamente salinas

Abstract

[ES] La escasez de agua y la contaminación de grandes cuerpos hídricos por sustancias emergentes justifican la necesidad de desarrollar nuevos métodos de tratamiento de aguas. En los últimos años, procesos de oxidación avanzada como el Fenton han sido empleados para tratar este tipo de aguas. Los ensayos Fenton han sido comúnmente realizados empleando peróxido de hidrógeno y hierro, sin embargo, las limitaciones de este sistema motivan a la investigación de nuevos catalizadores para estos procesos los cuales sean capaces de mejorar los resultados y ampliar el rango de trabajo.

A lo largo de este proyecto se ha estudiado la capacidad de cobre como ion catalizador para tratar aguas con alta presencia de cloruros. La actividad catalítica del cobre fue estudiada para procesos tipo Fenton y foto-Fenton. Se ha estudiado el efecto de la concentración de sal y del pH en el sistema. Además, se han utilizado distintas fuentes de iones de cobre, inclusive aguas industriales con alta presencia de los mismos.

Los mejores resultados fueron obtenidos a pHs cercanos al neutro y con altas concentraciones de cloruros, siendo el mejor resultado el alcanzado con sal en concentraciones marinas a un pH de 6,68. Pese a haber estudiado las aguas residuales de empresa con alta presencia de este metal como fuente de cobre, los resultados obtenidos no satisfacen los requisitos para una posible aplicación industrial ya que estas contenían otros componentes aparte del cobre.

El precio del tratamiento por metro cúbico obtenido puede ser competitivo para tratar aquellas aguas que no pueden ser tratadas siguiendo los métodos tradicionales.

[EN] In the last years, the shortage of fresh water and the contamination of hydric resources by emergent pollutants justify the necessity of developing new wastewater treatments. Recently, advanced oxidation processes like Fenton have been used for treating this type of water. However, its limitations enforce the investigation of new catalysts, which improve the results and expand the range of possible industrial applications.

In this project, it has been studied the ability of copper to work as a catalyst in the treatment of wastewater with a high concentration of chlorides. The catalytic activity has been tested in Fenton and foto-Fenton-like processes.

Along the experiments, research was done about the system's chloride concentration and pH effect. In addition, several sources of copper ions have been tested, even industrial wastewater with a high presence of this ion.

Best results were achieved at near-neutral pH and a high concentration of chlorides, and the best degradation in the Fenton process was achieved at a pH of 6,68 with sea salt concentration. The results of using industrial wastewater as a source of copper were not high enough for its industrial applications due to the presence in the water of other components besides copper.

The treatment price per cubic meter obtained is competitive to treat the water that cannot be treated using traditional methods.