RESUM DEL TREBALL DE RECERCA:
Tractament d’aigües residuals
industrials mitjançant processos d’oxidació avançats. El projecte Ozó
Aquest treball forma part del Projecte
Ozó, iniciat aquest any per quatre instituts de Catalunya, que pretén concienciar
a l’alumnat sobre la necessitat de preservar la capa d’ozó i ajudar-los a
entendre fenòmens relacionats amb aquesta problemàtica. Per això, l’alumnat ha
participat en la mesura diària de la intensitat de radiació UVa i UVb que ens
arriba i ha realitzat un TR relacionant amb l’ozó.
Tractament d’aigües residuals.
L’aplicació
de processos d’oxidació avançada al tractament d’aigües residuals industrials
de naturalesa orgànica, ha pres força en els últims anys, degut a l’increment
de les responsabilitats i restriccions legals associades a l’abocament de
residus en general i d’aigües residuals en particular.
Les tecnologies d’oxidació avançada es
defineixen com els processos que
impliquen la generació d’oxiradicals molt reactius. Aquests sistemes poden ser
una alternativa de tractament dels compostos orgànics no biodegradables i/o tòxics presents en les aigües residuals
industrials. A més aquests sistemes també podrien ser considerats com
tecnologies ambientalment netes, sobre les que en aquests moments s’estan
desenvolupant processos competitius des del punt de vista econòmic. La
viabilitat dels AOP (Oxidació Avançada) depèn considerablement de la eficàcia
de l’agent oxidant (determinant en el cost del procés) que s’utilitza.
Els objectius del TR foren:
- Estudiar i comparar els rendiment de quatre reaccions d’oxidació,
fenton, fotofenton, ozonificació i fotozonificació per a tractar aigües
residuals industrials.
- Fer un estudi comparatiu de els despeses de les quatre reaccions, amb la
finalitat d’establir una k òptima per a les quatres reaccions.
- Comprovar si les reaccions fotofenton i fotozonificació permetien
disminuir de manera significativa els AOX (Compostos orgànics absorbibles)
de les aigües industrials, per tal de proposar a les empreses algun dels
dos mètodes.
- Dissenyar l’oximètria per a estandarditzar un mètode de mesura de
la qualitat de l’aigua tractada.
La metodologia seguida fou:
Primer es va fer un doble filtrat, normal
i amb Buchner i paper microporós, de diferents mostres de l’aigua industrial i
es guardava acidificada i congelada fins el moment de tractar-la. D’aquesta
manera s’aconseguia eliminar els residus sòlids més grans, però encara feia
força pudor.
A
continuació es preparaven quatre mostres iguals i es tractava cadascuna amb un
dels mètodes d’oxidació escollits. Per a poder fer la reacció d’ozonificació es
va implementar un ozonificador casolà que consta de 4 parts bàsiques: el
generador del flux d’aire sec, el tub on es genera l’ozó, el carret Rumkfort
com a generador d’alta tensió i el termoagitador que suporta el recipient que
conté l’aigua a tractar. Per
fer la fotoozonificació només va caldre col·locar una bombeta de llum
ultraviolada de tal manera que il·luminés uniformement el recipient on es
desenvolupava la reacció. Per realitzar la reacció fenton es va utilitzar un
termoagitador, un recipient, aigua oxigenada i sulfat de ferro heptahidratat.
Per la fotofenton es va afegir al muntatge una làmpada UV.
Finalment per a poder
comparar la qualitat final de les mostres d’aigües tractades i una mostra només
filtrada es realitzaren les següents proves:
- TOC (Carboni Orgànic Total), que es va realitzar al departament de Química Mediambiental
de la UAB.
- DQO ( Demanda química d’oxigen)
- AOX (Halògens orgànics absorbibles). Aquesta última prova i
l’anterior es va realitzar a l’Institut d’Estudis Tèxtils de Terrassa.
A més, es va portar a terme una Oximetria amb algunes de les mostres. Per això, es feia bombollejar aire en la mostra fins la seva saturació i s’analitzava, mitjançant un sensor d’oxigen de l’equip de sensors de l’IES, la corba de variació de l’oxigen dissolt durant 24 hores.
En acabar es va fer una
estimació de les despeses per a cada reacció a més de les despeses de la
ozonificació i fotoozonificació si es connecta el carret Rumkford a una bateria
alimentada per una placa fotovoltaica. Desprès es va calcular una 
,que relaciona la
millora de qualitat de l’aigua amb la despesa del tractament, i finalment una 
que compara cada
mètode de tractament amb el més òptim, segons cadascuna de les proves de
control de qualitat (TOC, DQO i AOX )
Les
conclusions finals foren:
·
Respecte la DQO, la reacció que ens ofereix
una millor relació qualitat/preu és la fotoozonificació amb la utilització de
la placa solar fotovoltaica. Respecte el TOC, només podem saber que el
rendiment per la ozonificació augmenta
404 vegades si utilitzem la placa
solar fotovoltaica.
·
Pel que fa al nivell d’AOX, la reacció que ens ofereix un rendiment més òptim
és la fenton. Tanmateix, la fotofenton té un rendiment el valor mínim del qual
és del mateix ordre. Aquest valor mínim és degut que la màquina que realitzava
l’anàlisi dels AOX no tenia suficient sensibilitat.
·
L’anàlisi de les gràfiques de
l’oximetria demostra que aquest mètode
és fiable per saber la qualitat de l’aigua abans d’abocar-la al riu.
Mesura diària de la radiació
Uva+Uvb.
Les dades de radiació UVa i
Uvb, amb altres dades meteorològiques, estan penjades a la pàgina web del
projecte ozó, conjuntament amb les dels altres instituts del grup i alumnes del
curs vinent les analitzaran quan es disposi de valors corresponents a un
període més llarg de temps.
Autors/es:
Sergio González, Núria Sánchez i
Mireia Jover, alumnat de 2n de Batxillerat.
Tutor:
Miquel Calvet. Sem. de Física i Química
IES de Castellar, juny de 2002