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

P. Valero Lázaro, J. Rodríguez Chueca , A. López Martín, R. Mosteo Abad, MP. Ormad

Melero, JL. Ovelleiro Narvión

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

Índice� 1. Introducción

� 2. Objetivos

� 3. Materiales y métodos

� 4. Resultados

� 5. Conclusiones

3. Materiales y métodos

O2

Ozonización

OzonizadorDesinfección

Agua de salida de depuradora

O3 *OH Reutilización+ H2O2 → ↑ROS

Introducción

Fotocatálisis con TiO2

λ

� Analizar el poder desinfectante de distintos procesos

de oxidación avanzada (POAs

Escherichia coli y EnterococcusEscherichia coli y Enterococcus

de depuradora.

� Estudiar la aplicación de POAs

O3/H2O2) y en irradiación UVA

(UVA-vis, UVA-vis/H2O2, UVA-vis/TiO

Evaluar la influencia de las principales variables sobre cada � Evaluar la influencia de las principales variables sobre cada

proceso: tiempo de tratamiento, tipo y dosis de agentes

desinfectantes empleados.

desinfectante de distintos procesos

POAs) sobre las bacterias

Enterococcus sp. en aguas de salida

Objetivos

Enterococcus sp. en aguas de salida

POAs basados en ozono (O3 y

) y en irradiación UVA-visible

vis/TiO2 y UVA-vis/H2O2/TiO2).

influencia de las principales variables sobre cada influencia de las principales variables sobre cada

proceso: tiempo de tratamiento, tipo y dosis de agentes

MuestraAgua sintética de

salida de depuradora

≈107-108

UFC/100 mL

Materiales y Métodos

Análisismicrobiológicos� UNE-EN ISO 7899-2:2001 � UNE-EN ISO 7899-2:2001

(Enterococcus sp.)

� UNE-EN ISO 9308-1:2001 (E. coli)

� Standard Method 9215.C

Inactivación bacteriana = Log(Nt/N0)

Fotografía de E. colien Agar MacConkey

Fotografía de Enterococcus sp.

en Agar S&B

POAs basados en ozono

� O3 (Ozonización)

Condiciones de operación:

• 900 mg O3 introducido/h

� O3/H2O2 (Peroxona)

• 900 mg O3 introducido/h• 1 L muestra• 0 - 15 minutos• 0, 1’4, 20 mg H2O2/L

O3 consumido = O3 introducido


basados en ozono

Ozonizador

O3 no consumido

O2

Ozonizador Fischer 500

Muestra

H O 30%

O2 secoDisolución 2% KI

H2O2 30% p/v

introducido – O3 no consumido

� UVA-vis

UVA-vis+H O

POAs basados en irradiación UVA

TiO

� UVA-vis+H2O2

� UVA-vis+TiO2

� UVA-vis+TiO2+H2O2

Condiciones de operación:Condiciones de operación:• 100 mL muestra• 0-60 minutos• 0, 1 g TiO2/L (TiO2 Degussa P25)• 0, 1’4, 20, 200, 680 mg H2O2/L

320-800 nm (UVA-vis)


basados en irradiación UVA-visible

TiO2

320-800 nm (UVA-vis) 500 W/m2

35oCH2O2

Cámara solarAtlas Suntest CPS+/XLS+


0

Inactivación de

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

Log

(Nt/

N0)

O3

O3 + 1,4 mg H2O2/L

-8

-7

-6

0 20 40

Ozono consumido (mg O

O3 + 1,4 mg H2O2/L

O3 + 20 mg H2O2/L

Resultados

basados en ozonoInactivación de Escherichia coli

H2O2 en exceso exceso

disminuye inactivación

60 80 100 120

Ozono consumido (mg O3/L)


0

Inactivación de Enterococcus

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

Log

(Nt/

N0)

O3

O3 + 1,4 mg H2O2/L

-8

-7

-6

0 20 40


O3 + 1,4 mg H2O2/L

O3 + 20 mg H2O2/L

Resultados

basados en ozonoEnterococcus sp.

H2O2 en exceso exceso

disminuye inactivación

60 80 100 120



-2-10

0)

O3

-8-7-6-5-4-3

0 20 40 60

Log(

Nt/N

0


Escherichia coliEnterococcus sp.

-10

O3 + 1,4 mg H2O2/L

La inactivación de E. coli es más

rápida que la Enterococcus sp.

-8-7-6-5-4-3-2-1

0 20 40 60 80 100 120

Log(

Nt/N

0)



Resultados

basados en ozono

60 80 100 120Ozono consumido (mg O3/L)

-10

O3 + 20 mg H2O2/L

-8-7-6-5-4-3-2-1

0 20 40 60 80 100 120

Log(

Nt/N

0)




0

Inactivación_30 min

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

Log

(N

t/N

0)

Mayor inactivación de E. coli que de

Enterococcus sp.

UVA-visUVA-vis +

1,4 mg H2O2/L

UVA-vis + 20 mg

H2O2/L

UVA680 mg H2O2/L

E.coli -0,31 -0,46 -0,67 -

Enterococos 0,01 -0,11 -0,11 -

-8

Resultados


Inactivación_30 min

UVA-vis + 680 mg H2O2/L

UVA-vis + 1 g TiO2/L

UVA-vis + 1 g TiO2/L + 20 mg H2O2/L



-7,61 -1,64 -3,06 -4,42 -7,61

-0,30 -0,06 -0,28 -0,40 -2,42


-1

0Inactivación de Escherichia coli

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0 15 30 45 60

Log

(Nt/

N0)

Tiempo (min)


UVA-vis+680 mg H2O2/L

UVA-vis+680 mg H2O2/L+1 g TiO2/L

UVA-vis+Heficaz sólo para eliminar

Mayor inactivación de E. coli que de

Enterococcus sp.

0 15 30 45 60Tiempo (min)

Resultados


-1

0Inactivación de Enterococcus sp.

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0 15 30 45 60

Log

(Nt/

N0)

Tiempo (min)


UVA-vis + 680 mg H2O2/L

UVA-vis + 680 mg H2O2/L + 1 g TiO2/L

60

vis+H2O2eficaz sólo para eliminar E. coli

Efecto sinérgico H2O2 + TiO2

0 15 30 45 60Tiempo (min)

60

� La ozonización resultó eficazEnterococcus sp. presentesEnterococcus sp. presentesde depuradora, mientrasvis/H2O2 y UVA-vis/TiO2/H2Opara inactivar E. coli que Enterococcus

� En general, la adición de Hdesinfección de los procesosUVA-vis pero no de los procesosUVA-vis pero no de los procesoslos que el exceso de H2O2 actuó

eficaz para eliminar E. coli ypresentes en agua sintética de salida

Conclusiones

presentes en agua sintética de salidaque los tratamientos UVA-

O2 fueron más adecuadosEnterococcus sp.

H2O2 aumentó la eficacia deprocesos basados en irradiación

procesos basados en ozono, enprocesos basados en ozono, enactuó de scavenger.

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