Eliminación de nitratos del agua potable mediante intercambio iónico seguido de reducción basada en nZVI y electrooxidación del producto de amoníaco a N
Autores: Fux, Inbal; Birnhack, Liat; Tang, Samuel C. N.; Lahav, Ori
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
2017
Eliminación de nitratos del agua potable mediante intercambio iónico seguido de reducción basada en nZVI y electrooxidación del producto de amoníaco a N
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Intercambio iónico
Reducción de nitratos
Hierro nano cero valent
Oxidación de amoníaco
Salmuera de regeneración
Electro-oxidación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
El intercambio iónico (IX) es común para separar NO del agua potable. Desde las perspectivas de costo y medioambiental, la salmuera de regeneración de IX debe ser reciclada, mediante la reducción de nitrato a N. El hierro nano cero-valente (nZVI) reduce el nitrato de manera eficiente a amoníaco, en condiciones de salmuera. Sin embargo, para ser sostenible, el amoníaco formado debe ser oxidado. En consecuencia, se desarrolló un nuevo proceso, que comprende la separación de IX, la eliminación de nitrato basada en nZVI de la salmuera de regeneración de IX, seguida de la electro-oxidación indirecta de amoníaco. El objetivo era convertir el nitrato en N mientras se permitía el uso repetido de la salmuera de NaCl para múltiples ciclos de IX. Todos los pasos del proceso fueron examinados experimentalmente y se demostraron factibles: el nitrato se separó de manera eficiente utilizando IX, que fue posteriormente regenerado con la salmuera de NaCl tratada/recuperada. El nitrato liberado a la salmuera reaccionó con nZVI, generando amoníaco y Fe(II). Se reprodujeron partículas frescas de nZVI a partir de la salmuera resultante, que contenía Fe(II), Na, Cl y amoníaco. El amoníaco en el filtrado del procedimiento de producción de nZVI fue electro-oxidado indirectamente a N en la alta concentración inherente de Cl, lo que preparó la salmuera para el siguiente ciclo de regeneración de IX. La reacción dominante entre nZVI y NO se describió mejor (prueba de Wilcoxon) por 4Fe + 10H + NO 4Fe + NH + 3HO, y se llevó a cabo a >5 mmol·L·min a temperatura ambiente y 3 < pH < 5.
Descripción
El intercambio iónico (IX) es común para separar NO del agua potable. Desde las perspectivas de costo y medioambiental, la salmuera de regeneración de IX debe ser reciclada, mediante la reducción de nitrato a N. El hierro nano cero-valente (nZVI) reduce el nitrato de manera eficiente a amoníaco, en condiciones de salmuera. Sin embargo, para ser sostenible, el amoníaco formado debe ser oxidado. En consecuencia, se desarrolló un nuevo proceso, que comprende la separación de IX, la eliminación de nitrato basada en nZVI de la salmuera de regeneración de IX, seguida de la electro-oxidación indirecta de amoníaco. El objetivo era convertir el nitrato en N mientras se permitía el uso repetido de la salmuera de NaCl para múltiples ciclos de IX. Todos los pasos del proceso fueron examinados experimentalmente y se demostraron factibles: el nitrato se separó de manera eficiente utilizando IX, que fue posteriormente regenerado con la salmuera de NaCl tratada/recuperada. El nitrato liberado a la salmuera reaccionó con nZVI, generando amoníaco y Fe(II). Se reprodujeron partículas frescas de nZVI a partir de la salmuera resultante, que contenía Fe(II), Na, Cl y amoníaco. El amoníaco en el filtrado del procedimiento de producción de nZVI fue electro-oxidado indirectamente a N en la alta concentración inherente de Cl, lo que preparó la salmuera para el siguiente ciclo de regeneración de IX. La reacción dominante entre nZVI y NO se describió mejor (prueba de Wilcoxon) por 4Fe + 10H + NO 4Fe + NH + 3HO, y se llevó a cabo a >5 mmol·L·min a temperatura ambiente y 3 < pH < 5.