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Pros y contras del proceso de oxidación avanzada

Artículo original de Genesis Water Technologies

Traducido y adaptado por WATERXPERT

En muchos sistemas de tratamiento de agua potable y aguas residuales, hay una serie de contaminantes que son difíciles de eliminar únicamente por medios físicos, químicos o biológicos. En los últimos años, ha habido una creciente preocupación con respecto a los medicamentos en el agua potable y en ambientes acuáticos. Así como, los pesticidas que son arrastrados por las escorrentías de los cultivos hasta llegar a las masas de agua dulce, los productos de higiene personal que siguen por el desagüe llegando a las redes colectoras de aguas residuales, los lixiviados de los vertederos que son un cóctel tóxico de compuestos y que pueden infiltrarse por el suelo alcanzando las fuentes de agua subterránea, entre otros. Dichos contaminantes entran en la categoría de microcontaminantes porque son muy pequeños. Su tamaño por sí solo es parte de la razón por la que son tan difíciles de eliminar del agua y de las aguas residuales por ciertos medios. Una eliminación más eficiente requiere un proceso de oxidación más potente, este proceso se denomina Proceso de Oxidación Avanzada (AOP).

Este proceso crea poderosos agentes oxidantes en forma de hidróxido (OH–), pero más específicamente, su variante neutra, el radical hidroxilo (⦁OH).

Su potencial de oxidación es el doble que el del cloro, un desinfectante de uso común. Los radicales hidroxilo son la fuerza impulsora detrás de muchos procesos de oxidación avanzada.

El ozono (O3), el peróxido de hidrógeno (H2O2) y la luz ultravioleta (UV) se utilizan a menudo en varias combinaciones para producir ⦁OH en cantidades suficientes para degradar contaminantes orgánicos (y algunos inorgánicos). Este proceso puede reducir estas concentraciones de contaminantes, potencialmente de cientos de partes por millón (ppm) a solo unas pocas partes por billón (ppb).

Estos radicales no son selectivos, por lo que atacan a casi todos los materiales orgánicos. Después que estos contaminantes se descomponen una vez por el radical ⦁OH, forman productos intermedios. Éstos reaccionan con los oxidantes y se mineralizan en compuestos estables.

La oxidación avanzada viene siendo utilizada desde hace varios años, por lo tanto, este proceso ya ha demostrado con creces su utilidad, sin embargo, todavía se sigue investigando y optimizando.

Un proceso de tratamiento poderoso como el proceso de oxidación avanzada tiene muchos beneficios, pero también tiene su parte de desventajas.

Estos son solo algunos de los pros y los contras de este proceso en particular:

Pros                                                   

  • Velocidades de reacción rápidas

La molécula OH tiene algunas de las velocidades de reacción más rápidas de todos los oxidantes utilizados para tratar el agua y las aguas residuales debido a su alto potencial de oxidación y su naturaleza no selectiva. Estas reacciones rápidas dan como resultado tiempos de retención mucho más bajos que otros procesos de tratamiento convencionales.

  • Pequeña huella ecológica

Debido al poder de oxidación del radical ⦁OH, las unidades de proceso de oxidación avanzada no requieren mucha área superficial para procesar el caudal a tratar.

  • Teóricamente, no introduce nuevas sustancias peligrosas al agua

Uno de los problemas de la desinfección con cloro son los subproductos altamente tóxicos (disinfection byproducts, DPB) que pueden resultar después del tratamiento. Para prevenir estos subproductos, a menudo se requiere una etapa adicional de descloración antes de utilizar el agua tratada. La molécula de ⦁OH se puede combinar para crear agua. Los mayores problemas serían la formación de bromato y el exceso de peróxido, pero esto se puede resolver con un proceso de oxidación avanzada bien diseñado.

  • Mineralización de orgánicos

AOP puede convertir los materiales orgánicos presentes en el agua en compuestos inorgánicos estables como agua, dióxido de carbono y sales.

  • Puede tratar casi todos los materiales orgánicos y puede eliminar algunos metales pesados.

La naturaleza altamente reactiva del ⦁OH significa que estas moléculas atacarán casi cualquier material orgánico sin discriminación y, por lo tanto, pueden eliminar muchos contaminantes diferentes en un reactor, incluida la reducción de algunos metales pesados.

  • Puede actuar como desinfección

Especialmente cuando se trabaja con UV, el poder de oxidación de los sistemas AOP los hace capaces de actuar como una etapa de desinfección para cualquier patógeno que pueda estar presente en el agua.

  • Sin producción de lodos como ocurre con los procesos químicos o biológicos

Un proceso de oxidación avanzada no trata el agua ni las aguas residuales transfiriendo contaminantes de una fase a otra. Otros procesos de tratamiento crean sólidos como lodos que deben ser retirados del agua y tratados por separado.

  • No concentra los residuos para su posterior tratamiento.

Las soluciones de tratamiento como las membranas aumentan las concentraciones de los contaminantes de desecho, ya que simplemente separan el agua limpia de los compuestos contaminantes. Mientras tanto, AOP reacciona directamente con los contaminantes y los reduce a compuestos inofensivos, de esta forma, este proceso disminuye sus concentraciones en el efluente.

 

Contras

  • Costos de capital y de operación / mantenimiento relativamente altos

Quizás el mayor inconveniente del proceso AOP son sus costos. Los más importantes son los costos de operación y mantenimiento de la energía y los reactivos químicos necesarios para operar el sistema.

  • Química compleja adaptada a contaminantes específicos

Los procesos de oxidación avanzada tienen muchas variantes. Estas variantes deben seleccionarse cuidadosamente para tratar de manera eficiente el agua/aguas residuales en cuestión. Este proceso también es un proceso dependiente de la dosificación, por lo que se forman las cantidades apropiadas de moléculas de ⦁OH para lograr el nivel de tratamiento deseado. Una química tan compleja probablemente necesitará ingenieros altamente capacitados para diseñar el sistema correctamente.

  • Puede ser necesario considerar la eliminación de peróxido residual

Los sistemas AOP que utilizan peróxido de hidrógeno deben controlarse cuidadosamente para detectar el H2O2 residual, ya que puede tener efectos negativos potenciales en las etapas posteriores del tratamiento. Este peróxido de hidrógeno residual puede ser dañino para los humanos. Sin embargo, un diseño cuidadoso del sistema puede evitar el exceso de H2O2 residual y las consecuencias asociadas.

 

 

 

 

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