Desinfección de aguas de salida de depuradora mediante procesos avanzados de oxidación basados en ozono y en irradiación UVA-visible

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Arturo Villanueva Rivero
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1 Desinfección de aguas de salida de depuradora mediante procesos avanzados de oxidación basados en ozono y en irradiación UVA-visible P. Valero Lázaro, J. Rodríguez Chueca, A. López Martín, R. Mosteo Abad, MP. Ormad Melero, JL. Ovelleiro Narvión

2 Índice 1. Introducción 2. Objetivos 3. Materiales y métodos 4. Resultados 5. Conclusiones

3 Introducción Ozonización O 2 Fotocatálisis con TiO 2 Agua de salida de depuradora λ<39 nm Ozonizador Desinfección O 2 *- O 2 e - TiO 2 O 3 + H 2 O 2 ROS *OH Reutilización H + + * OH h + H 2 O + H 2 O 2 ROS

4 Objetivos Analizar el poder desinfectante de distintos procesos de oxidación avanzada (POAs) sobre las bacterias Escherichia coli y Enterococcus sp. en aguas de salida de depuradora. Estudiar la aplicación de POAs basados en ozono (O 3 y O 3 /H 2 O 2 ) y en irradiación UVA-visible (UVA-vis, UVA-vis/H 2 O 2, UVA-vis/TiO 2 y UVA-vis/H 2 O 2 /TiO 2 ). Evaluar la influencia de las principales variables sobre cada proceso: tiempo de tratamiento, tipo y dosis de agentes desinfectantes empleados.

5 Materiales y Métodos Muestra Agua sintética de salida de depuradora Análisis microbiológicos UNE-EN ISO 7899:21 (Enterococcus sp.) UNE-EN ISO 938:21 (E. coli) Standard Method 9215.C Fotografía de E. coli en Agar MacConkey 178 UFC/1 ml Fotografía de Enterococcus sp. en Agar S&B Inactivación bacteriana = Log(Nt/N)

6 Materiales y Métodos POAs basados en ozono O 3 (Ozonización) O 3 /H 2 O 2 (Peroxona) Ozonizador Fischer 5 O 3 no consumido O 2 Condiciones de operación: 9 mg O 3 introducido /h 1 L muestra - 15 minutos, 1 4, 2 mg H 2 O 2 /L O 2 seco Muestra Disolución 2% KI H 2 O 2 3% p/v O 3 consumido = O 3 introducido O 3 no consumido

7 Materiales y Métodos POAs basados en irradiación UVA-visible UVA-vis UVA-vis+H 2 O 2 UVA-vis+TiO 2 32 nm (UVA-vis) 5 W/m 2 O H 35 o C 2 2 O 2 TiO UVA-vis+TiO 2 +H 2 O 2 Condiciones de operación: 1 ml muestra minutos, 1 g TiO 2 /L (TiO 2 Degussa P25), 1 4, 2, 2, 68 mg H 2 O 2 /L Cámara solar Atlas Suntest CPS+/XLS+

8 POAs basados en ozono Log(N t /N ) O3 Inactivación de O3 + 1,4 mg H2O2/L O3 + 2 mg H2O2/L 2 4 Escherichia coli Ozono consumido (mg O 3 /L) Resultados H 2 O 2 en exceso disminuye inactivación

9 Resultados POAs basados en ozono Log(N t /N ) O3 Inactivación de Enterococcus sp. O3 + 1,4 mg H2O2/L O3 + 2 mg H2O2/L 2 4 Ozono consumido (mg O 3 /L) H 2 O 2 en exceso disminuye inactivación

10 Resultados POAs basados en ozono La inactivación de E. coli es más rápida que la Enterococcus sp. Log(N t /N ) O 3 Escherichia coli Enterococcus sp Ozono consumido (mg O 3 /L) Log(N t /N ) O 3 + 1,4 mg H 2 O 2 /L Escherichia coli Enterococcus sp Ozono consumido (mg O 3 /L) Log(Nt/N) O mg H 2 O 2 /L Escherichia coli Enterococcus sp Ozono consumido (mg O3/L)

11 Resultados POAs basados en irradiación UVA-visible Log (N t /N ) UVA-vis Mayor inactivación de E. coli que de Enterococcus sp. UVA-vis + 1,4 mg H2O2/L Inactivación_3 min UVA-vis + 2 mg H2O2/L UVA-vis + 68 mg H2O2/L UVA-vis + 1 g TiO2/L UVA-vis + 1 g TiO2/L + 2 mg H2O2/L UVA-vis + 1 g TiO2/L + 2 mg H2O2/L UVA-vis + 1 g TiO2/L + 68 mg H2O2/L E.coli -,31 -,46 -,67,61,64,6,42,61 Enterococos,1 -,11 -,11 -,3 -,6 -,28 -,4,42

12 Resultados POAs basados en irradiación UVA-visible Inactivación de Escherichia coli Inactivación de Enterococcus sp. Log(N t /N ) -9 UVA-vis + 1 g TiO2/L UVA-vis+68 mg H2O2/L UVA-vis+68 mg H2O2/L+1 g TiO2/L Log(N t /N ) -9 UVA-vis + 1 g TiO2/L UVA-vis + 68 mg H2O2/L UVA-vis + 68 mg H2O2/L + 1 g TiO2/L Tiempo (min) Tiempo (min) Mayor inactivación de E. coli que de Enterococcus sp. UVA-vis+H 2 O 2 eficaz sólo para eliminar E. coli Efecto sinérgico H 2 O 2 + TiO 2

13 Conclusiones La ozonización resultó eficaz para eliminar E. coli y Enterococcus sp. presentes s en agua sintética de salida de depuradora, mientras que los tratamientos UVAvis/H 2 O 2 y UVA-vis/TiO 2 /H 2 O 2 fueron más adecuados para inactivare.coli queenterococcus sp. En general, la adición de H 2 O 2 aumentó la eficacia de desinfección de los procesos basados en irradiación UVA-vis pero no de los procesos basados en ozono, en los que el exceso de H 2 O 2 actuó de scavenger.

14 Desinfección de aguas de salida de depuradora mediante procesos avanzados de oxidación basados en ozono y en irradiación UVA-visible P. Valero Lázaro, J. Rodríguez Chueca, A. López Martín, R. Mosteo Abad, MP. Ormad Melero, JL. Ovelleiro Narvión

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