Diseño y evaluación de un reactor tipo Batch para la ozonólisis de pesticidas clorados en fase lodosa y su aplicación a muestras de sedimentos
Propósito y Método de Estudio: Los pesticidas organoclorados son compuestos de uso agrícola diseñados para proteger los cultivos contra plagas y malas hierbas, fueron utilizados desde 1940, hasta que en 1970 las agencias ambientales gubernamentales decidieron prohibirlos debido a su alta persistencia en el ambiente, su capacidad de acumulación en tejidos grasos y su alta toxicidad. Es por ello que se llevó a cabo la degradación de pesticidas organoclorados presentes en sedimentos, mediante el uso de un reactor tanque tipo bach, con O3, H2O2 y medio alcalino como agentes oxidantes y generadores de radicales HO● . Para optimizar la degradación se utilizó un diseño factorial general con flujo de gas, presencia o ausencia de H2O2 o agitación como variables y % de DQO de una solución estándar de biftalato de potasio como respuesta. Se evaluó también un modelo matemático para la obtención del coeficiente de transferencia de masa del ozono en el reactor. Una vez obtenidas las condiciones óptimas de operación en el reactor, se aplicaron a la degradación de pesticidas organoclorados. La extracción y cuantificación de los pesticidas se realizó mediante ultrasonido y cromatografía de gases con detector de captura de electrones, respectivamente. Contribuciones y Conclusiones: La ventaja principal de los procesos avanzados de oxidación es que destruyen efectivamente compuestos orgánicos persistentes y tóxicos, degradándolos hasta CO2 y H2O. En el presente trabajo se diseñó y evaluó un reactor tanque tipo Bach para operaciones de transferencia de masa gas – líquido. Se desarrolló un modelo matemático que involucra las propiedades físicas del líquido y los requerimientos mecánicos, necesarios para una eficiente transferencia de masa de manera teórica. Se aplicó un diseño de experimentos factorial general para obtener las mejores condiciones de trabajo, las cuales fueron: flujo de 2 LPM, relación molar 2:1 de O3/H2O2 y agitación a 300 rpm con un impulsor de doble turbina de disco y hojas planas. Bajo estas condiciones se obtuvo una máxima disminución del 36.5 % de DQO, un coeficiente de transferencia de masa de 0.00601 kmol/m2 s y un área interfacial especifica de 363.99 m2 /m3 , estos últimos dos parámetros calculados a partir del modelo matemático de transferencia de masa también a esas condiciones se obtuvo una eficiencia mayor al 80 % de degradación para pesticidas organoclorados en concentraciones menores a 10 mg/kg.
| Main Author: | |
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| Format: | Tesis biblioteca |
| Language: | Spanish / Castilian |
| Subjects: | QD Química, TD Tecnología Ambiental, Ingeniería Sanitaria, |
| Online Access: | http://eprints.uanl.mx/21273/1/1020165798.pdf |
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| Summary: | Propósito y Método de Estudio: Los pesticidas organoclorados son compuestos de uso agrícola diseñados para proteger los cultivos contra plagas y malas hierbas, fueron utilizados desde 1940, hasta que en 1970 las agencias ambientales gubernamentales decidieron prohibirlos debido a su alta persistencia en el ambiente, su capacidad de acumulación en tejidos grasos y su alta toxicidad. Es por ello que se llevó a cabo la degradación de pesticidas organoclorados presentes en sedimentos, mediante el uso de un reactor tanque tipo bach, con O3, H2O2 y medio alcalino como agentes oxidantes y generadores de radicales HO● . Para optimizar la degradación se utilizó un diseño factorial general con flujo de gas, presencia o ausencia de H2O2 o agitación como variables y % de DQO de una solución estándar de biftalato de potasio como respuesta. Se evaluó también un modelo matemático para la obtención del coeficiente de transferencia de masa del ozono en el reactor. Una vez obtenidas las condiciones óptimas de operación en el reactor, se aplicaron a la degradación de pesticidas organoclorados. La extracción y cuantificación de los pesticidas se realizó mediante ultrasonido y cromatografía de gases con detector de
captura de electrones, respectivamente.
Contribuciones y Conclusiones: La ventaja principal de los procesos avanzados de oxidación es que destruyen efectivamente compuestos orgánicos persistentes y tóxicos, degradándolos hasta CO2 y H2O. En el presente trabajo se diseñó y evaluó un reactor tanque tipo Bach para operaciones de transferencia de masa gas – líquido. Se desarrolló un modelo matemático que involucra las propiedades físicas del líquido y los requerimientos mecánicos, necesarios para una eficiente transferencia de masa de manera teórica. Se aplicó un diseño de experimentos factorial general para obtener las mejores condiciones de trabajo, las cuales fueron: flujo de 2 LPM, relación molar 2:1 de O3/H2O2 y agitación a 300 rpm con un impulsor de doble turbina de disco y hojas planas. Bajo estas condiciones se obtuvo una máxima disminución del 36.5 % de DQO, un coeficiente de transferencia de masa de 0.00601 kmol/m2
s y un área interfacial especifica de 363.99 m2 /m3 , estos últimos dos parámetros calculados a partir del modelo matemático de transferencia de masa también a esas condiciones se obtuvo una eficiencia mayor al 80 % de degradación para
pesticidas organoclorados en concentraciones menores a 10 mg/kg. |
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