El oxidación húmeda es un método eficaz para tratar aguas residuales muy contaminadas que no son accesibles a los procesos convencionales. Además de la oxidación húmeda clásica, existen otros desarrollos como la oxidación química y la oxidación húmeda asistida por UVque se adaptan a requisitos y perfiles de contaminantes específicos. Estas tecnologías amplían la gama de procesos de oxidación que pueden utilizarse y mejoran la eficacia y la aplicabilidad.
En este artículo se explican detalladamente los fundamentos, las variantes y los campos de aplicación de la oxidación húmeda, la oxidación química y la oxidación húmeda asistida por UV.
Índice
Principios químicos de la oxidación húmeda
La oxidación húmeda se basa en la oxidación de contaminantes orgánicos e inorgánicos en una fase acuosa a temperaturas y presiones elevadas. En este proceso, el oxígeno (O₂) u otros agentes oxidantes descomponen las moléculas en componentes más pequeños y menos nocivos.
Mecanismos de reacción:
Formación radical:
- Las moléculas de oxígeno utilizan la energía térmica para formar radicales (-OH), que son muy reactivos.
- Estos radicales atacan a los contaminantes orgánicos y los descomponen en componentes inocuos.
Oxidación de compuestos orgánicos:
- Las sustancias orgánicas se convierten en dióxido de carbono y agua.
Destrucción de sustancias inorgánicas tóxicas:
- El amonio (NH₄⁺) se oxida a nitrógeno (N₂).
- Los compuestos de azufre (por ejemplo, H₂S) se convierten en sulfatos (SO₄²-).
Nuevos avances en la oxidación húmeda
1. oxidación química
La oxidación química amplía la oxidación húmeda clásica utilizando agentes oxidantes fuertes que tienen un efecto oxidativo adicional.
Agentes oxidantes utilizados:
Peróxido de hidrógeno (H₂O₂):
- Se descompone en radicales hidroxilo (-OH), que tienen un alto poder oxidante.
Ozono (O₃):
- Agente oxidante muy potente que descompone los contaminantes directamente o mediante la formación de radicales.
Hipoclorito de sodio (NaOCl):
- Eficaz para destruir contaminantes orgánicos, especialmente en medios alcalinos.
Ámbitos de aplicación:
- Tratamiento de aguas residuales que contienen sustancias orgánicas tóxicas como fenoles o hidrocarburos halogenados.
- Destrucción del agua contaminada con microcontaminantes procedentes de la industria química.
Ventajas:
- Complementa la oxidación térmica con vías de reacción química.
- Aumenta la eficacia de la oxidación a temperaturas y presiones más bajas.
Desventajas:
- Costes de adquisición y manipulación de agentes oxidantes.
- Posibles subproductos como los compuestos halogenados.
Foto: Nuestro reactor para oxidación química húmeda ALMA BHU UXI utilizando ozono o según Fenton.
2. Oxidación húmeda asistida por UV
La oxidación húmeda asistida por UV combina la oxidación térmica o química con la radiación UV. La radiación UV favorece la formación de radicales altamente reactivos y aumenta la velocidad de degradación de los contaminantes.
Principio funcional:
- Los rayos UV con una longitud de onda de 254 nm o inferior rompen los enlaces químicos y generan radicales hidroxilo (-OH).
- Estos radicales atacan a los contaminantes orgánicos y los oxidan en dióxido de carbono, agua y residuos inorgánicos.
Combinación con agentes oxidantes:
- Los rayos UV dividen el peróxido de hidrógeno en dos radicales hidroxilo.
Ámbitos de aplicación:
- Degradación de compuestos orgánicos persistentes como residuos de medicamentos, pesticidas o hidrocarburos aromáticos.
- Tratamiento de aguas residuales en las industrias farmacéutica y agroquímica.
Ventajas:
- Eliminación muy eficaz de los contaminantes.
- Reduce la necesidad de altas temperaturas y presiones.
Desventajas:
- Requiere materiales de reactor resistentes a los rayos UV.
- Elevado consumo energético de las lámparas UV.
Foto: Reactor UV con espectro UV definido para la formación de radicales hidroxilo altamente radicales del ALMA OXI UV.
Retos y optimización
Calor y eficiencia energética:
- La integración de sistemas de recuperación de calor puede reducir considerablemente el consumo de energía.
Corrosión:
- Las condiciones agresivas requieren materiales altamente resistentes a la corrosión, como el titanio o el Hastelloy.
Subproductos:
- Los procesos de oxidación química pueden generar subproductos tóxicos que requieren un tratamiento posterior.
Costes de mantenimiento y explotación:
- Las lámparas UV deben mantenerse o sustituirse periódicamente.
- Las altas presiones y temperaturas requieren sistemas robustos y de alto mantenimiento.
Comparación de los procedimientos
Conclusión
La oxidación húmeda es un proceso versátil y potente para el tratamiento de aguas residuales contaminadas. Otros avances, como la oxidación química y la oxidación húmeda asistida por UV, amplían la gama de aplicaciones y ofrecen mejoras adicionales de eficiencia. Con una selección cuidadosa de la tecnología, en función de los parámetros específicos de las aguas residuales, se pueden tratar eficazmente aguas residuales con elevadas cargas contaminantes. En el futuro, los procesos híbridos y las fuentes de energía sostenibles podrían mejorar aún más la eficiencia económica y ecológica de estos procesos.
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