Tratamiento de aguas con contenidos fenólicos utilizando la técnica fenton/ foto-fenton

Abstract

El fenol y sus derivados son compuestos de difícil remoción cuando están presentes a altas concentraciones. Generalmente son encontrados en la descarga de efluentes provenientes de la industria manufacturera de resinas, petroquímica, refinería del petróleo, fabricación del papel, fundición del hierro y otros. Las técnicas convencionales como la biodegradación y absorción no son capaces de degradar el fenol hasta niveles inofensivos, es por ello que los procesos de oxidación avanzada han tomado gran importancia en los últimos años. El presente estudio tiene como objetivo degradar soluciones fenólicas por el proceso Fenton y Foto-Fenton. Asimismo abarca el estudio de las principales variables de proceso de ambos tratamientos tales como pH, [fenol], [H2O2], [Fe2+] y el uso de luz UV. Los efectos de las concentraciones iniciales del fenol, H2O2 y Fe2+ para el proceso Fenton fueron estudiados a partir de un planeamiento experimental denominado Diseño Central Compuesto y los resultados fueron analizados por el método de Superficie de Respuesta. La degradación del fenol fue monitoreada por las medidas de concentración de fenol a diferentes tiempos de reacción utilizando el método colorimétrico de la 4-aminoantipirina. Los resultados muestran que la mayor influencia para degradar al fenol por el proceso Fenton es la interacción entre la concentración inicial de fenol y de peróxido. A bajas concentraciones de Fenol (50 ppm) se logró obtener el mayor porcentaje de degradación igual a 98,83% a los 30 minutos de reacción. La cantidad de H2O2 e iones ferrosos utilizados fueron 7 mM y 0,2 mM respectivamente. La exposición a la luz UV para los ensayos con menor porcentaje de degradación de fenol por el proceso Fenton incrementó el rendimiento en un 5%.a los 10 minutos de reacción. En el ensayo E17 se logró reducir la concentración de fenol desde 75 ppm hasta 26,73 ppm por el proceso Fenton mientras que al ser sometido a exposición UV se logró reducir desde 75 ppm hasta 22,70 ppm.

Phenol and its derivatives are compounds that are difficult to remove when they are present at high concentrations. They are usually found in effluent discharges from the resin, petrochemical, petroleum refining, paper making, iron smelting and other industries. Conventional techniques such as biodegradation and absorption are not able to degrade phenol to harmless levels, for this reason the advanced oxidation processes have taken great importance in recent years. This study aims to degrade phenolic solutions by the Fenton and Foto-Fenton process. As well as the study of the main process variables of both treatments such as pH, [phenol], [H2O2], [Fe2+] and the use of UV light. The effects of the initial concentrations of phenol, H2O2 and Fe2+ in the Fenton process were studied from an experimental planning called Central Composite Design and the results were analyzed by the Response Surface Methodology. The phenol degradation was monitored by the phenol concentration measurements a different reaction times using the colorimetric method of 4-aminoantipyrine. The results show that the greatest influence on the degradation of phenol by the Fenton process is the interaction between the initial concentration of phenol and peroxide. At low concentrations of phenol (50 ppm) it was possible to obtain the highest percentage of degradation equal to 98,83% at 30 minutes of reaction. The amount of H2O2 and ferrous ions was 7 mM and 0,2 mM respectively. Exposure to UV light for the trials with the lowest percentage of phenol degradation by the Fenton process increased the yield in 5% at 10 minutes of reaction. In the test E17, the phenol concentration was reduced from 75 ppm to 26,73 ppm by the Fenton process and when it was exposed of UV light the phenol concentration was reduced from 75 ppm to 22,70 ppm.