Diseño y construcción de un fotoreactor anular empleando TiO2 obtenido por oxidación electrolítica por plasma

KURTZ, A.E.; TRAID, H.D.; VERA, M.L.; LITTER, M.I.

Posadas

Jornada; 45º Jornadas Científico-Tecnológicas de la UNaM; 2018

Universidad Nacional de Misiones

Las aguas contaminadas pueden, en general, ser procesadas eficientemente mediante tratamientos convencionales (desarenado, tratamientos biológicos, cloración, etc.). Sin embargo, la actividad humana genera efluentes que contienen metales y/o compuestos orgánicos sintéticos que poseen biodegradabilidad escasa o nula. En este contexto, el desarrollo de tecnologías limpias que reduzcan el impacto ambiental de los efluentes, como las Tecnologías Avanzadas de Oxidación/Reducción y en particular la fotocatálisis heterogénea, constituye una contribución significativa al cumplimiento de la normativa ambiental y a los objetivos de desarrollo sustentable. El desarrollo de prototipos que permitan evaluar a escala banco la factibilidad de su aplicación a diversos efluentes es una etapa fundamental en la trasferencia de esta tecnología.Se diseñó y construyó un reactor fotocatalítico de bajo costo, a escala banco, con un volumen efectivo de 47 cm3, empleando una geometría anular concéntrica con irradiación central, que permite disponer de grandes superficies efectivamente irradiadas. Se adoptó un sistema batch, con recirculación y un caudal de 200 cm3 min-1. Se utilizó vidrio como material de construcción y como fotocatalizador se empleó TiO2 inmovilizado sobre anillos de Ti, sintetizado por oxidación electrolítica por plasma. Como fuente de luz se adoptó un tubo fluorescente de luz UV, que generó una irradiancia a 365 nm de 2800 μW cm-2 en la superficie del TiO2. Para evaluar el desempeño del fotorreactor se adoptó como contaminante modelo cromo hexavalente (Cr(VI)), que se destaca por su toxicidad aguda y efectos carcinogénicos y mutagénicos, empleando ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) como donor electrónico. La transformación del Cr(VI) se evaluó por espectrofotometría a 540 nm mediante el método de la difenilcarbacida. Se realizaron ensayos con los anillos recubiertos de TiO2 y en ausencia de los mismos.El reactor fotocatalítico fue operado de manera continua, sin inconvenientes, en diversos ensayos de 5 h cada uno, manteniendo la temperatura constante en 35 ºC. La transformación del Cr(VI) en ausencia del fotocatalizador fue del 13% mientras que en presencia de los anillos recubiertos con TiO2 la transformación alcanzó el 95% luego de 5 horas de irradiación. Durante la realización de los ciclos de reutilización de los anillos se constató un descenso en la actividad fotocatalítica de los recubrimientos con una transformación mínima de 62%. Se destaca que el recubrimiento no fue reactivado, lo que podría mejorar su desempeño.Los resultados obtenidos constituyen un exitoso primer paso en la transferencia de esta tecnología destinada al tratamiento de aguas contaminadas de diversos orígenes.