Proceso Integrado para la Alta Eliminación de Fenoles de Aguas Residuales Empleando un Nanocatalizador de ZnO en una Reacción de Ozonización en un Reactor de Columna de Burbuja Empacada
Autores: Majhool, Adnan K.; Sukkar, Khalid A.; Alsaffar, May A.; Majdi, Hasan Shakir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Proceso Integrado para la Alta Eliminación de Fenoles de Aguas Residuales Empleando un Nanocatalizador de ZnO en una Reacción de Ozonización en un Reactor de Columna de Burbuja Empacada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Reactor de columna de burbujas ozonizadas
Tratamiento de aguas residuales
Reacción de ozonización
Nanocatalizador de ZnO
Degradación de fenol
Material de empaque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
El uso de un reactor de columna de burbujas ozonizadas (OBCR) en el tratamiento de aguas residuales es ventajoso debido a sus características de mezcla y transferencia de masa eficientes. Entre todas las características de alto rendimiento, la reacción de ozonización en un BCR presenta una baja disolución de O en el reactor con una tasa de reacción limitada. En este estudio, se probó la reacción de ozonización del fenol en un OBCR utilizando un nanocatalizador de ZnO y bolas de alúmina como material de empaque. Se evaluaron tres concentraciones de O (es decir, 10, 15 y 20 ppm), y se encontró que 20 ppm era la concentración óptima para la degradación del fenol. Además, se aplicaron dos dosis (es decir, 0.05 y 0.1 g/L) de nanocatalizadores de ZnO en la mezcla de reacción, encontrándose que la dosis óptima era de 0.1 g/L. En consecuencia, se investigaron tres concentraciones de fenol en el OBCR (es decir, 15, 20 y 25 ppm) utilizando cuatro métodos de tratamiento (es decir, O solo, O/AlO, O/nanocatalizador de ZnO y O/AlO/nanocatalizador de ZnO). Con un tiempo de contacto de 60 min y una concentración de fenol de 15 ppm, la tasa de eliminación fue del 66.2, 73.1, 74.5 y 86.8% para cada método de tratamiento, respectivamente. El experimento de tratamiento que aplicó el nanocatalizador O/AlO/ZnO produjo la mayor conversión de fenol en CO y HO en el menor tiempo de contacto para todas las concentraciones de fenol. Así, el OBCR empleado con un nanocatalizador de ZnO más material de empaque es una tecnología prometedora para la eliminación rápida y activa del fenol, ya que aumenta el número de radicales hidroxilo (-OH) generados, lo que a su vez incrementa la actividad de oxidación en el OBCR. Además, los resultados mostraron características de flujo eficientes en el OBCR, con problemas de canalización evitados gracias al movimiento adecuado del gas resultante del uso de materiales de empaque. Finalmente, se encontró que el proceso de ozonización en un OBCR es un método eficiente para la conversión de fenol con buena viabilidad económica.
Descripción
El uso de un reactor de columna de burbujas ozonizadas (OBCR) en el tratamiento de aguas residuales es ventajoso debido a sus características de mezcla y transferencia de masa eficientes. Entre todas las características de alto rendimiento, la reacción de ozonización en un BCR presenta una baja disolución de O en el reactor con una tasa de reacción limitada. En este estudio, se probó la reacción de ozonización del fenol en un OBCR utilizando un nanocatalizador de ZnO y bolas de alúmina como material de empaque. Se evaluaron tres concentraciones de O (es decir, 10, 15 y 20 ppm), y se encontró que 20 ppm era la concentración óptima para la degradación del fenol. Además, se aplicaron dos dosis (es decir, 0.05 y 0.1 g/L) de nanocatalizadores de ZnO en la mezcla de reacción, encontrándose que la dosis óptima era de 0.1 g/L. En consecuencia, se investigaron tres concentraciones de fenol en el OBCR (es decir, 15, 20 y 25 ppm) utilizando cuatro métodos de tratamiento (es decir, O solo, O/AlO, O/nanocatalizador de ZnO y O/AlO/nanocatalizador de ZnO). Con un tiempo de contacto de 60 min y una concentración de fenol de 15 ppm, la tasa de eliminación fue del 66.2, 73.1, 74.5 y 86.8% para cada método de tratamiento, respectivamente. El experimento de tratamiento que aplicó el nanocatalizador O/AlO/ZnO produjo la mayor conversión de fenol en CO y HO en el menor tiempo de contacto para todas las concentraciones de fenol. Así, el OBCR empleado con un nanocatalizador de ZnO más material de empaque es una tecnología prometedora para la eliminación rápida y activa del fenol, ya que aumenta el número de radicales hidroxilo (-OH) generados, lo que a su vez incrementa la actividad de oxidación en el OBCR. Además, los resultados mostraron características de flujo eficientes en el OBCR, con problemas de canalización evitados gracias al movimiento adecuado del gas resultante del uso de materiales de empaque. Finalmente, se encontró que el proceso de ozonización en un OBCR es un método eficiente para la conversión de fenol con buena viabilidad económica.