Estudio del uso de hierro cero-valente en procesos tipo-Fenton para el tratamiento de efluentes textiles

DONADELLI, JORGE A.; CARLOS, LUCIANO; GARCÍA EINSCHLAG, FERNANDO S.

Santa Fe

Congreso; III Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2017

La reacción de Fenton involucra la oxidación de sustancias orgánicas mediada por radicales hidroxilo (OH?), generados a partir de Fe(II) y H2O2. Se han realizado numerosos estudios con el fin de poder aplicar esta reacción al tratamiento de compuestos orgánicos resistentes a tratamientos biológicos convencionales. En particular, estas tecnologías han resultado muy eficientes para degradar colorantes provenientes de industrias textiles mediante la adición de sales inorgánicas ferrosas o férricas en presencia de H2O2. Recientemente se ha propuesto el uso de hierro cero-valente (ZVI) como fuente de cationes de hierro para catalizar la descomposición del H2O2.En el presente trabajo se realizaron estudios cinéticos en Batch, utilizando ZVI en forma de polvo y el colorante diazoico Amidoblack 10 B como contaminante modelo. Para el estudio del proceso se siguieron los perfiles cinéticos de decoloración a distintos pH y en presencia de Na2SO4, sal normalmente utilizada como mordiente en los procesos de tinción. Los resultados muestran que el pH inicial de la solución es un factor clave en la velocidad global de reacción, obteniéndose tasas muy bajas de decoloración a valores de pH iguales o superiores a 5.0. Se encontró además que la presencia de Na2SO4 tiene una gran influencia sobre los perfiles cinéticos registrados, debido a la formación de FeSO4(aq) que favorece el proceso de corrosión.Con el fin de profundizar en el conocimiento sobre el comportamiento del sistema, se siguieron las concentraciones de H2O2, de Fe(II) y Fe(III) durante el proceso. Se compararon los perfiles obtenidos a pH=3.0, donde el tratamiento había resultado efectivo, con los obtenidos a pH=5.0, que habían mostrado muy baja eficiencia. Los resultados indican que a pH=3.0 parte del H2O2 reacciona con el ZVI para dar Fe(II) y otra parte reacciona con el Fe(II) producido, generando HO? capaces de oxidar el colorante. Por otra parte, se observó que a pH=5.0 la oxidación del ZVI por parte del H2O2 no genera cantidades apreciables de Fe(II) en el seno de la solución, impidiendo que se produzca la reacción de Fenton. Por último se analizaron las mezclas de reacción por CG-MS, encontrándose intermediarios compatibles con una oxidación iniciada por HO?, como así también productos de reducción del colorante por parte del ZVI.Los resultados del presente trabajo indican que la eficiencia de esta técnica es altamente dependiente del pH del medio. Los perfiles de especiación de Fe son el punto clave en el proceso de degradación, ya que la formación de Fe(II) en solución actúa como etapa limitante del proceso. En consecuencia, el entendimiento de los mecanismos involucrados en la producción de Fe(II) en solución y su dependencia con las condiciones operativas, tales como el pH inicial y la presencia de sales como el NaSO4, permiten un diseño más eficiente de tecnologías para degradación de efluentes textiles.