Tratamiento de aguas residuales provenientes de industria de productos de limpieza y desinfectantes por ozonización convencional y catalítica

Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. 27 Nº 2, 2019, pp. 223-235 Tratamiento de aguas residuales provenientes de industria de productos de limpieza y desinfectantes por ozonización convencional y catalítica Post-treatment of effluent household cleaning by conventional and catalytic ozonation Aline Martins Pinheiro1   Marcio Ricardo Salla1*   Maria Lyda Bolanos Rojas1 Recibido 16 de junio de 2016, aceptado 3 de abril de 2018 Received: June 16, 2016   Accepted: April 3, 2018 RESUMEN El agua residual del proceso productivo de una industria de productos de limpieza y desinfectantes situada en Uberlândia, Estado de Minas Gerais, Brasil, se trató con ozonización convencional en pH 3, 7 y 10, ozonización catalítica homogénea en pH3 con Fe2+, Fe3+ y Mn2+, además ozonización catalítica heterogénea en pH10 con carbón activado 1g/L y 2g/L. Los resultados se evaluaron en términos de porcentaje de remoción de los parámetros DQO y color verdadero. El proceso oxidativo por ozonización catalítica homogénea, utilizando O3/pH3/Fe3+, fue más eficiente tanto para la decoloración del agua residual como para la oxidación de la matéria orgánica, debido posiblemente a la mejor interacción del catalizador con las sustancias químicas encontradas en la matriz analizada, ya que, de acuerdo con la literatura sobre el tema, el mecanismo de reacción del proceso de ozonización todavia no está totalmente establecido. Sin embargo, varía considerablemente con el tipo de espécie metálica utilizada y su interacción con los compuestos de la matriz. La máxima eficiencia de remoción de DQO fue del 7,5% en 90 minutos de ozonización, posiblemente como consecuencia de la producción de subprodutos de la ozonización. La máxima remoción de color verdadero fue del 59% tambien en 90 minutos de ozonización. Los resultados muestran la importancia del tiempo de contacto entre las burbujas ascendentes del ozono y el agua residual en el proceso de ozonización. Palabras clave: Agua residual de productos de limpieza y desinfectantes, ozonización convencional, ozonización catalítica. ABSTRACT Wastewater produced during the production process of a cleaning and disinfectant industry located in the urban area of Uberlandia, state of Minas Gerais, Brasil, underwent an oxidative treatment process with O3/pH7, O3/pH3, O3/pH10, O3/pH3/Fe2+, O3/pH3/Fe3+, O3/pH3/Mn2+, O3/pH10/activated coal 1g/L e O3/pH10/activated coal 2g/L. The results were evaluated in terms of the removal percentage of two parameters: DQO and true color. The oxidative process utilizing homogeneous catalytic ozonation in the form of O3/pH3/Fe3+, was the most efficient both for residual water discoloration, as well as, for the organic matter oxidation. This maybe due to a better catalyst interaction with the chemical substances found in the matrix analyzed. Result supported by the current literature in this area, which states that the reacional mecanism of the ozonation process is yet not entirely stablished, but varies considerably with the type of metallic content employed and its interaction with the matrix compounds. The maximum 1 Faculdade de Engenharia Civil. Universidade Federal de Uberlândia. Av. João Naves de Ávila 2121 - Cx. Postal: 593 CEP: 38.408-100. Uberlândia. Minas Gerais. Brazil, E-mail: ; ; * Autor de correspondencia Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. 27 Nº 2, 2019 DQO removal efficiency was 7,5% in 90 minutes of ozonation, possibly due to the production of ozonation sub_products. The maximum true color removal was 59% in 90 minutes of ozonation. Thus, the results indicate the importance of the contact time between bubbles of ascending ozone and residual water, in the ozonation process. Keywords: Effluent household cleaning, conventional ozonation, catalytic ozonation. INTRODUCCIÓN La industria de productos desinfectantes o productos de limpieza se destaca como una de las industrias químicas de mayor importancia en el desarrollo industrial contemporáneo. De acuerdo con a [1], en comparación con el Producto Interno Bruto del Brasil, el aumento anual de este ramo de actividad ha sido entre 2% y 3% superior al desarrollo del Brasil. Una amplia variedad de productos de limpieza existe actualmente, cuya característica química depende del tipo de suciedad, material y superficie a limpiar. El alto consumo de estos productos por la sociedad está transformando el agua residual doméstica en aguas residuales con características industriales, cuya toxicidad está asociada a la presencia de compuestos recalcitrantes y emergentes en su composición [4]. Las moléculas orgánicas de los surfactantes y otras sustancias orgánicas son componentes químicos utilizados en el proceso productivo de los productos de limpieza, dando como resultado una matriz de agua residual industrial bastante compleja, con diferentes características de tratabilidad y, generalmente, altos valores para Demanda Química de Oxígeno - DQO y color verdadero. Los procesos de tratamiento de aguas residuales convencionales utilizados en la biodegradación de materia orgánica, especialmente en relación a los contaminantes emergentes, tienen eficiencia limitada. Por este motivo es necesario un tratamiento posterior para pulimento del proceso, principalmente para atender los límites de calidad del agua residual final indicados por la Resolución Nº 430 (2011), del Consejo Nacional de Medio Ambiente - CONAMA [6]. En este sentido, los Procesos Oxidativos Avanzados - POA tienen mucha importancia entre las tecnologías para tratamiento químico de contaminantes emergentes. Estos procesos se fundamentan en la degradación de los compuestos por medio de la fuerte acción del agente oxidante 224 hidroxilo, donde están incluidas la ozonización y sus derivaciones [2]. Diferentes opciones de ozonización, como su aplicación aislada o combinada antes o después del tratamiento, han sido investigadas para aguas residuales industriales, de acuerdo con estudios realizados por [2, 7, 9, 10-11, 12, 17, 20, 22-23, 25]. Sin embargo, estas aplicaciones se limitan a las aguas residuales provenientes de industrias de papel y de celulosa, textil, farmacéutica, petroquímica, agrícola y alimenticias, para aguas residuales de productos de limpieza y desinfectantes ninguna referencia fue encontrada. Sin embargo, este artículo evalúa, para diversos valores de pH, la oxidación de la materia orgánica y la decoloración del agua residual de productos de limpieza y desinfectantes a partir de la ozonización convencional, catalítica homogénea con adición de los catalizadores Fe2+, Fe3+, Mn2+ y catalítica heterogénea con adición de carbón activado - CA. La pesquisa fue realizada con agua residual proveniente de los procesos productivos de suavizantes de ropa, pulidores o ceras, desinfectantes, detergentes e jabones de una industria ubicada en la ciudad de Uberlândia, Estado de Minas Gerais, Brasil. MATERIALES Y MÉTODOS Origen del agua residual El agua residual industrial fue colectada en una compañía localizada en (...truncated)