Eliminación Catalítica De Nitritos En Reactor Continuo De Lecho Fijo. Efecto De Las Condiciones De Operación.

GUSTAVO MENDOW; ALBANA MARCHESINI; EDUARDO MIRÓ; CARLOS QUERINI

Tucuman - Argentina

Congreso; XVII Congreso Argentino de Química; 2008

AQA

El incremento de la concentración de nitratos y nitritos en aguas subterráneas debido a la creciente utilización de fertilizantes y a la descarga de aguas residuales industriales o domésticas, ha motivado el estudio de diferentes procesos para la desnitrificación del agua potable debido a que son altamente nocivos para la salud en concentraciones superiores a 50 mg/l y 0.1 mg/lt respectivamente, causando enfermedades como el síndrome del bebé azul o cáncer de próstata en hombres y de ovarios en mujeres. En la actualidad los procesos fisicoquímicos y microbiológicos utilizados presentan varias desventajas. Los primeros solo "remueven" los nitratos y nitritos del agua sin convertirlos en otra especie química, concentrándolos y generando un nuevo problema, mientras que los segundos, son lentos y generan una gran cantidad de biomasa como subproducto. Más aún, ambos son muy costosos y requieren una ulterior purificación de los efluentes. Es por todo esto que la reducción catalítica de nitratos y nitritos es una alternativa promisoria para la eliminación de estos contaminantes [1-3]. El mecanismo de reacción, expresado en forma simplificada, se puede resumir de la siguiente manera [1]. Mientras que las reacciones que se producen son: Este mecanismo de reacciones paralelas y consecutivas muestra como la reducción de nitratos se ve favorecida utilizando catalizadores bimetálicos (Pd/M) mientras que la reducción de nitritos se produce favorablemente en presencia de catalizadores monometálicos. Por esto Lecloux [3], sugirió un proceso de reducción de nitratos en dos etapas. En la primera, los iones nitrato son transformados principalmente en nitritos sobre catalizadores bimetalicos Pd/Cu y luego estos, en una segunda etapa, transformados selectivamente a N2 utilizando catalizadores monometálicos de Pd. El principal problema asociado a este tipo de reacciones, es la formación indeseada de amonio y el crecimiento de bacterias en el lecho catalítico que cubren los sitios activos del catalizador disminuyendo su actividad. En el presente trabajo se estudiará el segundo paso de la estrategia planteada por Lecloux [3] utilizando un reactor continuo de lecho fijo y buscando encontrar las condiciones óptimas de proceso para obtener altas conversiones y selectividad a N2. Pd/M NO3- NO2- NO N2O N2 N2 Pd NO3- + H2 NO2- + H2O 2 NO2- + 3 H2 N2 + 2 OH- + 2 H2O NO2- + 3 H2 NH4+ + 2 OH- NH4+4+ El objetivo final es diseñar un sistema de tratamiento de agua con reactores en serie, conteniendo cada uno de ellos diferentes catalizadores optimizados para llevar adelante una etapa del proceso, mejorando la eficiencia y selectividad por un lado, y controlabilidad de operación por otro. NO2- NO N2O N2 N2 Pd NO3- + H2 NO2- + H2O 2 NO2- + 3 H2 N2 + 2 OH- + 2 H2O NO2- + 3 H2 NH4+ + 2 OH- NH4+4+ El objetivo final es diseñar un sistema de tratamiento de agua con reactores en serie, conteniendo cada uno de ellos diferentes catalizadores optimizados para llevar adelante una etapa del proceso, mejorando la eficiencia y selectividad por un lado, y controlabilidad de operación por otro. En el presente trabajo se estudiará el segundo paso de la estrategia planteada por Lecloux [3] utilizando un reactor continuo de lecho fijo y buscando encontrar las condiciones óptimas de proceso para obtener altas conversiones y selectividad a N2. Pd/M NO3- NO2- NO N2O N2 N2 Pd NO3- + H2 NO2- + H2O 2 NO2- + 3 H2 N2 + 2 OH- + 2 H2O NO2- + 3 H2 NH4+ + 2 OH- NH4+4+ El objetivo final es diseñar un sistema de tratamiento de agua con reactores en serie, conteniendo cada uno de ellos diferentes catalizadores optimizados para llevar adelante una etapa del proceso, mejorando la eficiencia y selectividad por un lado, y controlabilidad de operación por otro. NO2- NO N2O N2 N2 Pd NO3- + H2 NO2- + H2O 2 NO2- + 3 H2 N2 + 2 OH- + 2 H2O NO2- + 3 H2 NH4+ + 2 OH- NH4+4+ El objetivo final es diseñar un sistema de tratamiento de agua con reactores en serie, conteniendo cada uno de ellos diferentes catalizadores optimizados para llevar adelante una etapa del proceso, mejorando la eficiencia y selectividad por un lado, y controlabilidad de operación por otro.