GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Calidad del agua reutilizable y aplicación de Procesos de Oxidación Avanzada en la
Regeneración
José Luis Ovelleiro NarviónCatedrático del Área de Tecnologías del Medio Ambiente
UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA
24 de Junio de 2015
GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Contenido
• Presencia en aguas tratadas de Contaminantes con riesgo sanitario y ambiental. Resultados de caracterización de efluentes procedentes de diferentes tipos de EDARs
• Procesos de Oxidación Avanzada (POAs): fundamentos teóricos, resultados a escala de laboratorio y aplicabilidad de estas técnicas
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Contenido
• Presencia en aguas tratadas de Contaminantes con riesgo sanitario y ambiental. Resultados de caracterización de efluentes procedentes de diferentes tipos de EDARs
• Procesos de Oxidación Avanzada (POAs): fundamentos teóricos, resultados a escala de laboratorio y aplicabilidad de estas técnicas
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Definiciones del RDPH� CONTAMINANTE (art. 245 RD 849/1986)Cualquier sustancia que pueda causar contaminación y en particular, los siguientes:
– ORGANOHALOGENADOS– ORGANOFOSFORADOS– ORGANOESTANNICOS– SUSTANCIAS CANCERÍGENAS, MUTAGÉNICAS Y DISRRUPTORES
ENDOCRINOS– HIDROCARBUROS PERSISTENTES– CIANUROS– METALES Y SUS COMPUESTOS– ARSÉNICO Y SUS COMPUESTOS– BIOCIDAS Y PRODUCTOS FITOSANITARIOS– OTRAS SUSTANCIAS TÓXICAS, PERSISTENTES Y BIOACUMULABLES– MATERIAS EN SUSPENSIÓN– NUTRIENTES– MATERIA CARBONOSA BIODEGRADABLE
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Contaminantes en las aguas residuales urbanas
SOLIDOS GRUESOS S. SEDIMENTABLESS. SUSPENSIÓNGRASASMATERIA BIODEGRADABLENITRÓGENOFÓSFOROSALESGÉRMENES PATÓGENOSSUST. PELIGROSASCONT. EMERGENTES
SOLIDOS GRUESOS S. SEDIMENTABLESS. SUSPENSIÓNGRASASMATERIA BIODEGRADABLENITRÓGENOFÓSFOROSALESGÉRMENES PATÓGENOSSUST. PELIGROSASCONT. EMERGENTES
contaminantes
Calidad del agua reutilizable
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Definiciones del RDPH
�SUSTANCIA PELIGROSA (art. 1.32 RD 1290/2012)Sustancias o grupos de sustancias que son tóxicas, persistentes y bioacumulables, así como otras sustancias que entrañan un riesgo análogo, y en particular las incluidas en los anexos I y II del RD 60/2011, de 21 de enero, sobre las Normas de Calidad Ambiental en el ámbito de la política del agua.
ANEXO I: SUSTANCIAS PRIORITARIAS (D 2000/105/CE y D 2008/105/CE)ANEXO II: SUSTANCIAS PREFERENTES
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SPs: Sustancias Prioritarias
PlaguicidasDisolventesNonilfenolesPAHsOrganocloradosCd, Hg, Pb, Ni
Anexo I RD 60/2011
NCA-MA: valor medio anual NCA-CMA: concentración máxima admisible 7
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SPs: Sustancias PrioritariasDirectiva 2013/39/UEpor la que se modifican las Directivas 2000/60/CE y 2008/105/CE en cuanto a sustancias
Prioritarias en el ámbito de la Política de Aguas
Nombre Uso
(34) Dicofol Plaguicida
(35) Acido Perfluorooctonosulfónico y der. (PFOS
Plaguicida, espuma contra incendios, fluido hidraulico(aviación,), fab. semiconductores, plasticos y caucho
(36) Quinoxifeno Plaguicida
(37) Dioxinas
(38) Aclonifeno Plaguicida
(39) Binefox Plaguicida
(40) Cibutrina Plaguicida
(41) Cipermetrina Plaguicida
(42) Diclorvós Plaguicida
(43) Hexabromociclododecano Pirorretardante
(44) Heptacloro y heptacloro epóxido Plaguicida
(45) Terbutrina Plaguicida 8
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SPs: Sustancias Preferentes
Anexo II RD 60/2011
PlaguicidasDisolventesOrganocloradosCu, Cr, Se, ZnCianurosFloruros
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Definiciones� CONTAMINANTE EMERGENTEContaminantes previamente desconocidos o noreconocidos como tales cuya presencia en el medioambiente no es necesariamente nueva pero sí lapreocupación por las posibles consecuencias de lamisma.Son compuestos de los que se sabe relativamentepoco o nada acerca de su presencia e impacto enlos distintos compartimentos ambientales, razón porla cual y a su vez consecuencia de que no hayansido regulados, y de que la disponibilidad demétodos para su análisis sea nula o limitada.
Petrovic et al. 2003
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Definiciones� CONTAMINANTE EMERGENTEEn concreto…
•Retardantes de llama bromados•Parafinas cloradas•Pesticidas polares•Compuestos perfluorados•Fármacos•Drogas de abuso•Metabolitos y/o productos de degradación de las clases de sustancias anteriores
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Contaminantes emergentes: Control
1. Desarrollar métodos analíticos
2. Realizar estudios ambientales (presencia)
3. Realizar estudios de toxicidad
4. Realizar estudios de degradación
5. Realizar estudios de biodisponibilidad
Para conocer el efecto en el medio ambiente…
CONTAMINANTE EMERGENTE SUSTANCIA PELIGROSA
Toxicas, persistentes y/o bioacumulablesNo regulado
Regulado
ANÁLISISRIESGO
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Contaminantes en las aguas residuales urbanas
SOLIDOS GRUESOS S. SEDIMENTABLESS. SUSPENSIÓN (SS)GRASASMATERIA BIODEGRADABLENITRÓGENOFÓSFOROG. PATÓGENOSSALESSUST. PELIGROSASCONT. EMERGENTES
SOLIDOS GRUESOS S. SEDIMENTABLESS. SUSPENSIÓN (SS)GRASASMATERIA BIODEGRADABLENITRÓGENOFÓSFOROG. PATÓGENOSSALESSUST. PELIGROSASCONT. EMERGENTES
contaminantes EDAR
Calidad del agua reutilizable
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Características de las aguas residuales urbanas
SOLIDOS GRUESOS S. SEDIMENTABLESS. SUSPENSIÓN (SS)GRASASMATERIA BIODEGRADABLENITRÓGENOFÓSFOROG. PATÓGENOSSALESSUST. PELIGROSASCONT. EMERGENTES
SOLIDOS GRUESOS S. SEDIMENTABLESS. SUSPENSIÓN (SS)GRASASMATERIA BIODEGRADABLENITRÓGENOFÓSFOROG. PATÓGENOSSALESSUST. PELIGROSASCONT. EMERGENTES
contaminantes
PRETRATAMIENTO
T. PRIMARIO
T. SECUNDARIO
¿T. TERCIARIO?
Tratamiento
EDAR
Calidad del agua reutilizable
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Características de las aguas residuales urbanas
SOLIDOS GRUESOS S. SEDIMENTABLESS. SUSPENSIÓN (SS)GRASASMATERIA BIODEGRADABLENITRÓGENOFÓSFOROSALESG. PATÓGENOSSUST. PELIGROSASCONTAMIN. EMERGENTES
SOLIDOS GRUESOS S. SEDIMENTABLESS. SUSPENSIÓN (SS)GRASASMATERIA BIODEGRADABLENITRÓGENOFÓSFOROSALESG. PATÓGENOSSUST. PELIGROSASCONTAMIN. EMERGENTES
contaminantes
PRETRATAMIENTO
T. PRIMARIO
T. SECUNDARIO
¿T. TERCIARIO?
TratamientoCUMPLIR
VALORES LÍMITES DE VERTIDO
yNORMAS DE
CALIDADAMBIENTAL
CUMPLIRVALORES LÍMITES
DE VERTIDOy
NORMAS DECALIDAD
AMBIENTAL
ObjetivosEDAR
Calidad del agua reutilizable
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Definiciones del RDPH
� VALOR LÍMITE DE EMISIÓN o VERTIDO
La cantidad o concentración de un contaminante ogrupo de contaminantes, cuyo valor no debesuperarse por el vertido. En ningún caso, elcumplimiento de los valores límites de emisión,podrá alcanzarse mediante técnicas de dilución.
� NORMA DE CALIDAD AMBIENTAL
La concentración de un determinado contaminante ogrupo de contaminantes en el agua, en lossedimentos o en la biota, que no debe superarsecon el fin de proteger la salud humana y el medioambiente.
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Límites de Vertido
Parámetro CONCENTRACIÓN (mg/l) % REDUCCIÓN
S.S. 35 (>10.000he)
60 (2.000-10.000he)
90 (>10.000he)
70 (2.000-10.000he)
DBO5 25 79-90 (>10.000he)
40 (2.000-10.000he)
DQO 125 75Ntotal (Z.S.) 15 (>10.000he)
10 (2.000-10.000he)
80
Ptotal (Z.S.) 2 (>10.000he)
1 (2.000-10.000he)
70-80
L.V.
Z.S.: zona sensible
Directiva 91/271/CEE
EDARCalidad del agua reutilizable
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Características de las aguas residuales urbanas
Tratamiento
EDAR
MATERIA ORGÁNICASÓLIDOS EN SUSPENSIÓNNITRÓGENOFÓSFOROSALESG. PATÓGENOSSUST. PELIGROSASCONTAMINAN. EMERGENTES
MATERIA ORGÁNICASÓLIDOS EN SUSPENSIÓNNITRÓGENOFÓSFOROSALESG. PATÓGENOSSUST. PELIGROSASCONTAMINAN. EMERGENTES
contaminantes
AGUA REUTILIZABLE
Calidad del agua reutilizable
RD 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de aguas depuradas
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Legislación
RD 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de aguas depuradas
Establece:
- Concepto de reutilización, regeneración y aguas regeneradas
- Usos admitidos y criterios mínimos de calidad
- Procedimiento de concesión
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Sustancias PeligrosasUSO NORMA DE CALIDAD1. URBANO (*)2. AGRICOLA 0.5 mgB/l; 0.1 mgAs/l; 0.1 mgBe/l; 0.01
mgCd/l; 0.05 mgCo/l; 0.1 mgCr/l; 0.2 mgCu/l; 0.2 mgMn/l; 0.01 mgMo/l; 0.2 mgNi/l; 0.02 mgSe/l; 0.1 mgV/l(*)
3. INDUSTRIAL (*)4. RECREATIVO (*)5. AMBIENTAL (*)
RD 1620/2007
Calidad del agua reutilizable
(*) En el caso de que se trate de SPs, debe asegurarse el respeto a las NCAs
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Microorganismos en las aguas residuales urbanas
Organismo AGUA SIN TRATARSALIDA
DECANTADOR 2º
Coliformes fecales (UFC/100ml) 104-105 5.000-10.000
Enterococos (UFC/100ml) 104-105 2.000-5.000Virus entéricos /100ml 103 20-650Giardia/100ml 0.5-104 5-2.300Cryptosporidium oocysts 0.2-103 150
Concentración de los distintos microorganismos
Guidelines for Water Reuse. USEPA, 2004
Maier et al., 2000
Calidad del agua reutilizable
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Principio activo Entrada EDAR (µ g/l) Salida tratamiento primario (µ g/l)
Salida EDAR (µ g/l)
Ibuprofeno 11.78 8.76 2.80
Naproxeno 2.80 2.42 1.37
Bezafibrato 0.41 0.13 0.08
Carbamacepina 0.18 0.15 0.17
Drogas (ng/l) (ng/l) (ng/l)
Cocaína 28.35 27.69 26.82
Metadona 37.35 33.58 33.05
Opiáceos 15.20 8.93 13.44
Fuente: Cortacans J.A., Castillo I., Hernández-Lehmann A., Hernández-Muñoz A., Rodriguez X. Comportamiento de medicamentos y psicofarmacos en tratamientos de depuración convencionales y terciarios. Tecnología del Agua (2009), 313 (56-63)
Línea de aguas
Emergentes en las aguas residuales urbanas
POSIBLE PRESENCIA EN FANGOS Y SEDIMENTOS22
GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Caracterización aguas salida EDARs
TUDELA TAFALLA CORTES
VALTIERRA
MONTEAGUDO
Filtros percoladores(doble etapa)
Fangos act. eliminación N y P anoxico
Lechos biolog. en suspensióny nitrif-desnitrificación biolog.
Tratº terciario con lagunas aerobias
Tratº terciario con lagunas facultativas
PARÁM.MICROBIOLÓGIC, METALES, ESTEROLES, AC. GRASOS, DETERGENTES CAT. Y ANIO., NONILFENOLES, VOCs, PCBs, PLAGUICIDAS, PAHs, SEMIVOLÁTILES, FTALATOS, FIS-QUIM GLOBALES, NUTRIENTES
400 PARÁMETROS
Laboratorio de EM
CTM2008-01876
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
50 SUSTANCIAS ORGÁNICAS E INORGÁNICAS
SPs Prioritarias:
simazina, alacloro, isoproturón, clorpirifos, dimet oato, clorfenvifos, cloroformo, nonilfenoles, Pb, Ni, terbutrina
SPs Preferentes:
terbutilazina, metolacloro, Se, Zn
Emergentes y otros :
oxacarbazepina , carbamezapina, clorprofan, prometon , 3,4-dicloroanilina, triadimenol, butóxido de piperonilo, N, N-dietil-3- metilbenzamida (DEET), cafeína, hidrocarburos, detergente aniónicos y cati onicos, ftalatos, benzotiazol, propilenglicol, ac. grasos, esteroles, escualeno, violeta de cristal, Al, Mo, Mn, Fe, Sn, Sr, Ba, Li, V, B
Caracterización aguas salida EDARsCTM2008-01876
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
BACTERIAS NEMÁTODOS AMEBAS
Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Pseudomona s aeruginosa, Staphylococcus aureus, Anaerobias totales, Clostridium perfringens , Nemátodos, Amebas
García et. al., 2011. Environmental Microbiology.
Caracterización aguas salida EDARsCTM2008-01876
MICROORGANISMOS
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Genes registrados en la base de datos GenBank
5 Acanthamoeba
1 Hartmannella
1 Naegleria
Amebas de vida libre, no eliminadas en el proceso de depuración, con cierta patogenicidad y capacidad de albergar en su interior organismos patógenos (Mycobacterium spp., Pseudomonas spp., Legionella pneumophila)
Caracterización aguas salida EDARsCTM2008-01876 Profesora P. Goñi
Area de ParasitologíaFacultad de MedicinaUniversidad Zaragoza
García et. al., 2011. Environmental Microbiology.
AMEBAS
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Tratamientos aplicables en regeneración
• CONVENCIONALES– Desinfección: UV, cloración, ozonización
– Aireación
– Coagulación-Floculación
– Filtración
– Procesos de membranas (MF, UF, NF, OI)
– Nitrificación-desnitrificación
– Eliminación de fósforo
– Adsorción con carbón activo
• NO CONVENCIONALES– Procesos o Técnicas de Oxidación Avanzada
Tecnologías aplicables
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Resultados a escala de laboratorioTecnologías aplicables
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Oxidación hipoclorito sódico
Adsorción C activo (30 minutos)
Coagulación/floculación/decantaciónNatividad MiguelTesis Doctoral 2011
Cloración/ Adsorción /CFD
TRAMIENTOS CONVENCIONALES
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Desinfección: cloración
Organismo Cl2 CT
E. Coli 0.6
Polivirus 1.7Giardia 54-250Cryptosporidium >7.200
Tecnologías aplicables
Acanthamoeba
Cl2 Mycobacterium spp., Pseudomonas spp.Legionella pneumophila
TRAMIENTOS CONVENCIONALES
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Riego de la Cloración
M Cl2 SPCL
FORMACIÓN DE SUBPRODUCTOS
THMs, DCAA, TCAA...
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 10 20 30 40
COT (mg C/L)
TH
MF
P (u
g/L)
Con precipitación química previa
Sin tratamiento previo
Tecnologías aplicables
TRAMIENTOS CONVENCIONALES
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Principio activo Entrada EDAR (µ g/l)
Salida EDAR (µ g/l)
Salida terciario (floculación+filtro arena) (µg/l)
Salida terciario(arena + ultrafiltración) (µg/l)
Ibuprofeno 11.78 2.80 2.31 0.93
Naproxeno 2.80 1.37 1.79 0.49
Bezafibrato 0.41 0.08 0.09 0.02
Carbamacepina 0.18 0.17 0.18 0.09
Drogas (ng/l) (ng/l) (ng/l) (ng/l)
Cocaína 28.35 26.82 25.56 23.08
Metadona 37.35 33.05 34.66 24.06
Opiáceos 15.20 13.44 13.84 7.83
Fuente: Cortacans et al., 2009
Emergentes en las aguas residuales urbanas
TRAMIENTOS CONVENCIONALES
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Contenido
• Presencia en aguas tratadas de Contaminantes con riesgo sanitario y ambiental. Resultados de caracterización de efluentes procedentes de diferentes tipos de EDARs
• Procesos de Oxidación Avanzada (AOTs): fundamentos teóricos, resultados a escala de laboratorio y aplicabilidad de estas técnicas TRAMIENTOS NO CONVENCIONALES
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Técnicas de oxidación avanzada (AOTs)
DEFINICIÓN:
• Procesos que generan radicales hidroxilo OH·– Los radicales hidroxilo son altamente oxidantes y muy reactivos
– Son muy buenos desinfectantes
– Son capaces de degradar total o parcialmente compuestos tóxicos y no biodegradables
– Los subproductos generados son por lo general más biodegradables que las moléculas originales
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Técnicas de oxidación avanzada (AOTs)ESPECIE POTENCIAL DE OXIDACIÓN
(V. @ 25ºC)(a)PODER DE OXIDACIÓN
RELATIVO(b)
Flúor (F2) 3.03 2.23
Radical hidroxilo (OH•) 2.80 2.06
Oxígeno atómico (O) 2.42 1.78
Ozono (O3) 2.07 1.52
Peróxido de hidrógeno (H2O2) 1.78 1.31
Radical perhidroxilo (HO2•) 1.70 1.25
Ión permanganato (MnO42-) 1.68 1.24
Dióxido de cloro (ClO2) 1.57 1.15
Ácido hipocloroso (HClO) 1.49 1.10
Cloro (Cl2) 1.36 1.00
Bromo (Br2) 1.09 0.80
Iodo (I2) 0.54 0.40(a) Relativo al electrodo de hidrógeno (b) Basado en el cloro como referencia (=1.00)
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Técnicas de oxidación avanzada (AOTs)Métodos de producción de radicales hidroxilo:
Procesos fotolíticos: –H2O/VUV
Basados en ozono (O3):
–O3/OH-,
–O3/UV
–O3/H2O2
–O3/H2O2/UV
–O3/catalizador, etc
Basados en peróxido de hidrógeno (H2O2):
–H2O2/UV
–H2O2/Fe2+ (reacción Fenton)
–H2O2/Fe2+/UV (reacción foto-Fenton), etc.
Basados en dióxido de titanio (TiO2) :
–TiO2/UV,
–TiO2/luz solar
–TiO2/H2O2/UV, etc.
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Principales efectos de los OH·
DESINFECCIÓN
OH·
OXIDACIÓN
Gérmenespatógenos
ORGÁNICOSINORGÁNICOS↓↓↓↓ Fe, Mn, S2-, NH3, CN, I, Br...
MACRO MICRO
↑↑↑↑ Biodegrad. ↓↓↓↓ Color….
↓↓↓↓ Olor, sabor, fenoles, pesticidas, nonilfenoles, organoclorados…
OH·
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
OH·: Oxidación de c. orgánicos
� REACTIVIDAD DE LOS COMPUESTOS:– f (ESTRUCTURA)– f (SUSTITUYENTES)
M
RAPIDAMENTEOXIDADO =
-CH3
-S-
-OH
-Cl -
-NO2
-COOH
LENTAMENTEOXIDADO
-NH- -N=N-
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Procesos fotolíticos
• Espectro de radiación UV/VISOnda largaOnda corta
Efecto germicida: 245-285 nm
• H2O/VUV
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Procesos basados en ozono
Ozonizador
Aire / oxígeno
Cámara de contactoO3 < 0.1 ppmv
Aire: 3-5% O 3Oxígeno: 8-14% O 3
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Procesos basados en ozono
O3
HO2·
O2-·
O3 H2O
O3-·
O2
H+
OH·O2
O2
IniciaciónOH-, HO2
-, Fe2+, HCOO-, UV, SH, …
PromociónO3, SH
InhibiciónHCO3
-,CO32-,
t-BuOH, SH, ...SH: sustancias húmicas
OH·
+ MKM
+ HCO3-
KHCO-3
Mox
HCO3-
pH = 8.3pH = 4.3
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Procesos basados en ozono• O3/UV y O3/H2O2
22223 OOHOHhO +→++ ν
2223 322 OOHOHO +→+ •
•→+ OHhOH 222 ν
Luz UV•Fotólisis de compuestos•Excitación de moléculas
254 nm
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Procesos basados en ozono
• O3/catalizador metálico
� Fase homogénea– Fe(II), Fe(III), – Mn(II), – Ag(I), Cu(II), Zn(II), Cr(III), Co(II) y
Cd(II)
−•+++ +→+ 3)1(
3 OMMO nn
23 OOHHO +→+ •+−•
2)1(
3 OOHMHMO nn ++→++ •++++
� Fase heterogénea– MnO2, TiO2
– CuO, Fe2O3, Cr2O3, Co2O3, NiOSoportes:
Al2O3, silica-gel, arcillas
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Procesos basados en H2O2
• H2O2/UV
•→<+ OHnmhOH 2)280(22 λν
máx. 220 nm
•• +→+ 2222 HOOHOHOH
22222 OOHOHOHHO ++→+ ••
22222 OOHHO +→•
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Procesos basados en H2O2
• H2O2/Fe (Reacción Fenton)
[ ] +++ +⇔+ HHOIIIFeFeOH 22
322 )...(
+•+ ++⇔ HHOFe 22
223
2 OHFeFeHO ++→+ +++•
pH ACIDO (<2.8)
•−++ ++→+ OHOHFeFeOH 3222
•−++ ++→+ OHOHFeFeOH 3222
−++• +→+ OHFeFeOH 32
pH ACIDO
Reacciónclásica
Minerales de hierro:Goetita, magnetita, arcillas
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Procesos basados en TiO2• Características del TiO2
– Sólido blanco
– Estable térmicamente
– No tóxico
– Abundante y económico
– Semiconductor
– Formas cristalinas:• Anatasa
• Rutilo
• Brookita
Activación del TiO2
>Ebgλ < 387.5 nm
“Band gap”
Banda de valencia (vb)
Banda de conducción (cb)
+− +→+ vbcb hehTiO ν2
Defecto de e - ó “hueco positivo”
PAR ELECTRÓN-HUECO ó EXCITÓN
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GRUPO DE INVESTIGACIÓNGRUPO DE INVESTIGACIÓN
Procesos basados en TiO2
• Producción de radicales en agua
•−+ →+ OHadsOHhvb )(
( ) +•+ +→+ HOHadsOHhvb 2
−•− →+ 22 OOecb
22222 222 OOHOHOHO ++→+ −−•
•−− +→+ OHOHeOH cb22
calorTiOheTiO vbcb +→+ +−22 )(
( ) )(adsOHeadsOH cb−−• →+
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Ensayos a escala de laboratorio
Fenton
Fe+H2O2
TiO2
Luz Solar
Ozono
PROCEDIMIENTO
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Resultados a escala de laboratorio
Escherichia coli Enterococcus sp.
Cámara solar ATLAS SUNTEST CPS+λ = 320 – 800 nm
Jorge RodriguezTesis Doctoral 2013
Foto-Fenton
+Fe+H2O2
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Resultados a escala de laboratorio
0102030405060708090
100
O3 O3+TiO2 O3+TiO2+H2O2
TRIAZINAS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Paration metil Paration etil Clorpirifos Clorfenvinfos Dimetoato
O3 O3+TiO2 O3+TiO2+H2O2
ORGANOFOSFORADOS
15-30% O3
5-15% O3/TiO2
20-40% O3/H2O2/TiO2
20-50% O3
10-40% O3/TiO2
30-60% O3/H2O2/TiO2
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Resultados a escala de laboratorio
PESTICIDE% REDUCCIÓN % REDUCCIÓN
Agua ultrapura
Agua superficial
SalidaEDAR
Agua ultrapura
Agua superficial
SalidaEDAR
Chlorpyrifos 70 70 20 80 80 60Chlorfenvinfos 25 20 10 55 55 35
3,4-Dicloroaniline 100 100 100 100 100 100Dimethoate 55 45 15 70 60 45Simazine 75 45 25 65 50 20
Terbuthylazine 55 50 35 50 45 10Terbutryn 60 55 15 60 55 40
Metholachlor 50 50 10 70 60 20AVERAGE 61 54 31 69 63 43
TiO2/UVA TiO2/H2O2/UVA
1 g TiO2 L-1, 10 mM H2O2, 30 minNatividad MiguelTesis Doctoral 2011
50
GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Resultados a escala de laboratorio
TiO2/UVA
1 g/l TiO2 UVA-Vis 240 min
Muestra: WWTP + 45 mg/l Caffeine
Reutilización del TiO2Cafeina
Actualmente experimentos con planta piloto
51
GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Resumen de las AOTs
LUZ UVUV-LP, UV-MPH2O2/UV
�Elevado coste de instalación y operación�Elevado consumo de energía eléctrica�Frecuencia de reemplazo y limpieza de lámparas UV
OZONO
O3, O3/H2O2 �Elevado coste de instalación y operación
O3/metal homog.�Elevado coste de instalación y operación�Eliminación del metal (p. ej. Coag-floc.)�Mejor rendimiento
O3/metal heterog.�Elevado coste de instalación y operación�Menor eficacia�No es necesario eliminar metales del agua
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Resumen de las AOTs
H2O2
Fenton, foto-Fenton
�Tratamiento a pH ácido: coste elevado de acondicionamiento�Coste elevado de neutralización�Eliminación del hierro disuelto (p. ej., aumento de pH y posterior coag.-floc.)�Aprovechamiento de luz solar (foto-Fenton)
Fenton fase heterogénea
�El catalizador se separa fácilmente, puede ser recirculado
TiO2
TiO2
�Coste relativamente bajo �Necesidad de separar el catalizador�Problemas de adsorción de contaminantes
O3/TiO2
�Elevado coste de instalación y operación�Instalaciones complejas
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Calidad del agua reutilizable y aplicación de Procesos de Oxidación Avanzada en la
Regeneración
José Luis Ovelleiro NarviónCatedrático del Área de Tecnologías del Medio Ambiente
UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA
24 de Junio de 2015
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