Ozonación catalítica

LA OZONACIÓN CATALÍTICA COMO TÉCNICA
COMPLEMENTARIA DE LA CLORACIÓN EN LAS PLANTAS POTABILIZADORAS
RESUMEN
Se pretende el estudio de la conveniencia en el uso del Ozono como agente oxidante para reemplazar la etapa
de precloración de las plantas de tratamiento de aguas; y para mejorar la calidad el agua reduciendo la
formación de THM`s (Trihalometanos).
Así se conseguirá mineralizar la materia orgánica y reducir la presencia de THM`s. Para ello se comprobará la
eficacia de diversos catalizadores.
1.INTRODUCCIÓN
El problema es que el proceso de precloración en el tratamiento de aguas provoca la formación de los ya
citados THM`s que son cancerígenos, mutagénicos y teratogénicos. Se opta por el Ozono por elevado poder
oxidante y por su acción detoxificante, reduciendo la formación de THM`s y infringiendo un mayor control en
algas, contaminantes inorgánicos y la eliminación de las propiedades organolépticas del agua no potable.
Otro problema es la poca eficiencia oxidante del Ozono en la reducción del contenido orgánico del agua, para
ello se emplearán los catalizadores.
2.PARTE EXPERIMENTAL
2.1 Muestreo y conservación
Para simular la materia orgánica se emplean los Ácidos Húmicos (Fluka), así como aguas del río Ebro del
Canal Imperial de Aragón.
2.2 Catalizadores ensayados
En medio homogéneo: AG2SO4, MnSO4, H2O, FeSO4x7H2O, CuSO4x5H2O, CdSO4x8/3H2O,
Fe(NO3)x9H2O, ZnSO4x7H2O.
En medio heterogéneo: tIo2 en diferentes soportes.
2.3 Ozonación
Se utiliza un ozonizador Fischer, modelo 501, que mediante corriente eléctrica genera oxígeno atómico que al
unirse al ozono molecular genera el Ozono.
Se cuantifica el Ozono en fase gas mediante valoración Redox y el residual mediante espectrofotometría, y
por diferencia se calcula el consumido.
2.4 Cloración
Se usa Hipoclorito Sódico. Para calcular los THM`s se detiene su formación al reducir el pH con tiosulfato
sódico.
1
2.5 Análisis complementarios
Se cuantifican otros parámetros como: pH, TOC (Carbono orgánico total), absorbancia de UV, pero para
nosotros sólo será relevante el TOC (o COT.)
2.6 Análisis de volátiles
Se hace mediante un cromatógrafo de gases HP−5890−II equipado con detector de captura electrónica e
inyección de la muestra por medio de un espacio de cabeza.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 Ensayos homogéneos
3.1.1. Ozonización con aguas sintéticas
Es aplicar el tratamiento antes expuesto en las aguas preparadas de Ácidos Húmicos. Los resultados revelan
que el consumo es mucho menor en el caso de incluir catalizadores, un 33% frente al 62%. Los mejores
catalizadores son: Mn(II) y Ag (I). La ventaja de éstos es la producción del radicales OH que inician a la
descomposición en cadena del Ozono, además de ser un potente oxidante y menos selectivo que el Ozono, que
a la hora de descontaminar es lo que suele interesar.
3.2.1.Tratamientos oxidativos con aguas naturales
En el agua bruta no se detectan THM`s.
Se puede observar que el tratamiento con Ozono seguido del de Cloro con catalizador es el más adecuado a la
hora de abolir los THM`s.
Y es que el Ozono reacciona con los carbono de mayor densidad electrónica de lo hidrocarburos aromáticos,
que son los que acaban generando los THM`s en al caso de unirse al cloro. Se debe a la similitud existente
entre Cloro y ozono.
Además el catalizador reduce su número así como su reactividad con el Cloro.
Respecto a la materia orgánica:
Queda claro que el procedimiento de elección es el de Ozono seguido de Cloro en presencia de Mn(II).
3.2 Ensayos heterogéneos
2
3.2.1. Ozonización con aguas sintéticas
Los mejores resultados se obtuvieron con TiO2 soportado en Alúmina. Dicho mecanismo tiene tres fases:
− La adsorción simultánea del ozono y la materia orgánica del agua en la superficie del catalizador.
• La descomposición del Ozono en los puntos metálicos, produciendo especies radicalarias más
reactivas que el propio Ozono.
• La oxidación de la materia orgánica adsorbida.
Finalmente disminuye la afinidad del catalizador por los productos finales y se liberan.
3.2.2. Tratamientos oxidativos con aguas naturales
En éste caso tampoco se han encontrado lo THM`s.
Los resultados obtenidos son iguales que en caso anterior para catalizador y Ozono antes de Cloro, respetando
escrupulosamente dichas fases. Los resultados se pueden observar de forma gráfica a continuación:
Para la reducción de TOC`s se obtiene:
CONCLUSIONES
La utilización de metales como catalizadores favorece la oxidación de compuestos orgánicos y produce
finalmente menos THM`s y menos precursores de éste. Es por la Ozonación el que se reduzcan dichos
THM`s.
BIBLIOGRÁFÍA
− La Ozonación catalítica como técnica complementaria de la cloración en las plantas potabilizadoras.
Revista: Equipamientos y servicios municipales, 1997 (p.74). Gracia, R.; Cortés, S.; Ovelleiro, J.L.
3
4