Tractament d'aigües

Abstract

En aquest projecte, s’estudia el procés foto-Fenton per eliminar la contaminació que produeix un fàrmac, el paracetamol.

Es cerca un model de principis bàsics que permeti simular i predir l’evolució del peròxid d’hidrogen (reactiu del procés) i del carboni orgànic total d’un grup d’assaig limitat realitzat al laboratori. Un cop s’han ajustat les dades experimentals del paracetamol com a contaminant model, la concentració del qual és de 40 mg/L, s’han obtingut els paràmetres del model per cada experiment i s’ha calculat la mitjana d’aquests per obtenir uns únics valors per a qualsevol de les condicions experimentals dins del rang d’estudi: 7,5 mg/L pel catalitzador del procés, el Fe(II), i 71.6 -873 mg/L pel peròxid d’hidrogen. El model global s’ha validat amb èxit amb nous experiments dins d’aquests rangs.

També s’ha estudiat l’efecte de la força iònica. Per fer-ho s’han analitzat les dades experimentals de diferents contaminants (paracetamol, carbamazepina i cafeïna) i la mescla dels mateixos tractats amb el procés foto-Fenton amb la presència de diferents sals i sense aquesta. Per poder veure l’efecte de les sals i/o la força iònica, s’han ajustat les dades experimentals a un model semi-empíric que té únicament dos paràmetres indicadors del comportament del procés: la velocitat de mineralització (k) i la conversió màxima assolida (ξmax). S’ha vist que la presència de clorurs presenta una tendència negativa sobre la conversió màxima independentment del tipus de contaminant i de la mescla. No s’ha vist un efecte clar de les sals, independentment de quina es tracti, ni de la força iònica en general sobre la velocitat de mineralització.

Finalment, s’ha utilitzat el model global de principis bàsics amb dades experimentals en presència de sals per analitzar si cal determinar de nou els paràmetres del model si hi ha presència de sals a la matriu. Els resultats obtinguts permeten predir l’evolució de la mineralització sense que calgui refer l’ajust del model.

En este proyecto, se estudia el proceso foto-Fenton para eliminar la contaminación que produce un fármaco, el paracetamol. Se busca un modelo de principios básicos que permita simular y predecir la evolución del peróxido de hidrógeno (reactivo del proceso) y del carbono orgánico total de un grupo de ensayo limitado realizado en el laboratorio. Una vez se han ajustado los datos experimentales del paracetamol como contaminante modelo, cuya concentración es de 40mg/L, se han obtenido los parámetros del modelo para cada experimento y se ha realizado la media de los mismos para obtener unos únicos valores para cualquiera de las condiciones experimentales dentro del rango de estudio: 7.5mg/L para el catalizador del proceso, el Fe(II), y 71.6 -873mg/L para el peróxido de hidrógeno. El modelo global se ha validado con éxito con nuevos experimentos dentro de estos rangos. También se ha estudiado el efecto de la fuerza iónica. Para ello se han analizado los datos experimentales de diferentes contaminantes (paracetamol, carbamazepina y cafeína) y la mezcla de los mismos tratados con el proceso foto-Fenton con y sin la presencia de diferentes sales. Para poder ver el efecto de las sales y/o la fuerza iónica, se han ajustado los datos experimentales a un modelo semi-empírico que tiene únicamente dos parámetros indicadores del comportamiento del proceso: la velocidad de mineralización (k) y la conversión máxima alcanzada (ξmax). Se ha visto que la presencia de cloruros presenta una tendencia negativa sobre la conversión máxima independientemente del tipo de contaminante y de la mezcla. No se ha visto un efecto claro de las sales, independientemente de cuál se trate, ni de la fuerza iónica en general sobre la velocidad de mineralización. Finalmente, se ha utilizado el modelo global de principios básicos con datos experimentales en presencia de sales para analizar si es necesario determinar de nuevo los parámetros del modelo si hay presencia de sales en la matriz. Los resultados

In this project, the photo-Fenton process is studied to eliminate the contamination produced by a drug, paracetamol. A first principles model allows the simulation and prediction of the evolution of hydrogen peroxide (process reactive) and total organic carbon from a limited test group performed in the laboratory. Once the experimental data of paracetamol as a model contaminant have been adjusted, whose concentration is 40mg/L, the parameters of the model for each experiment have been obtained and the average of them has been made to obtain unique values for any of the experimental conditions within the study range: 7.5mg/L for the catalyst of the process, Fe(II), and 71.6 -873mg/L for hydrogen peroxide. The global model has been successfully validated with new experiments within these ranges. The effect of ionic strength has also been studied. The experimental data of different contaminants (paracetamol, carbamazepine and caffeine) and the mixture of the same treated with the photo-Fenton process with and without the presence of different salts have been analyzed. To see the effect of salts and/or ionic strength, the experimental data have been adjusted to a semi-empirical model that has only two parameters that indicate the behavior of the process: the rate of mineralization (k) and the maximum conversion achieved (ξmax). It has been seen that the presence of chlorides presents a negative trend on the maximum conversion regardless of the type of contaminant and the mixture. No clear effect of salts, regardless of which salts, or of the ionic force in general on the rate of mineralization has been seen. Finally, the global model of basic principles with experimental data in the presence of salts has been used to analyze if it is necessary to determine again the parameters of the model if there is presence of salts in the matrix. The results obtained allow predicting the evolution of mineralization without the need to redo the adjustment of the model.