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“Procesos Avanzados de Oxidación con Peróxido en Tratamiento de Aguas Residuales”

Belvis Martínez Cuerda: Directora Business Development - FMC Foret

Francisco Montero Milou: Jefe de Aplicaciones Ambientales - FMC Foret

Paco Gutierrez: Consorci del Bages

FMC Corporation

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1. Procesos Avanzados de Oxidación2. Tratamiento Efluentes Oxidación Húmeda3. Oxidación Húmeda con Peróxido: OHP®

4. Caso Real: Consorci del Bages

Procesos Avanzados de Oxidación con Peróxido en Tratamiento de Aguas Residuales

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Reducir la naturaleza peligrosa del residuo Separar el residuo en componentes que pueden ser posteriormente

usados o tratados Reducir la cantidad del residuo Transformar el residuo en material útil.

Objetivos

Introducción: Tratamiento de Efluentes

Problemática Efluentes líquidos que no pueden ser tratados por efluentes

convencionales Altas cargas orgánicas Compuestos Recalcitrantes Mayores Exigencias Ambientales

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1. Procesos Avanzados de Oxidación

• El Peróxido cumple una función fundamental en la eliminación de contaminantes orgánicos

• Procesos que generan radicales altamente reactivos que aceleran las reacciones de oxidación

• Los radicales son generados a partir del peróxido de hidrógeno mediante rayos UV, catalizadores metálicos u Ozono

• Objetivo: Oxidación de compuestos orgánicos presentes en efluentes acuosos empleando como oxidante radicales hidróxilo (OH•)

Potencial de Oxidación

Especie oxidante H2O2 Potencial de oxidación

Fluoruro 3.06 V

Radical hidroxilo OH· 2.80 V

Oxígeno Atómico 2.42 V

Ozono 2.07 V

Peróxido de Hidrógeno H2O2 1.77 V

Ion Permanganato 1.67 V

Dióxido de Cloro 1.50 V

Cloro 1.36 V

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Reacciones de Activación del Peróxido de Hidrógeno

• Todos estos procesos son capaces de degradar compuestos recalcitrantes• La elección del sistema de activación más adecuado depende de varios

factores– Carga oxidable total en el medio– Características del efluente, incluyendo caudal, regularidad, temperatura, pH– Turbiedad del medio– Medio: suelos ó líquidos

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Los procesos de activación del Peróxido con Hierro son muy complejos

• Reacciones de Iniciación

– H2O2 + Fe+2 → OH· + OH- + Fe+3 (1)

– OH • + H2O2 → HO2• + H2O (2)

– H2O2 + Fe3+ → Fe2+ + HO• + H+

(3)

• Reacciones de Propagación:– OH • + H2O2 → HO2• + H2O (4)

– OH • + RH → R • + OH ─ (5)– HO2• → O2• ─ + H+ (6)

• Reacciones de Terminación:– O2• ─ + Fe3+ → Fe2+ + O2

(7)– Fe3+ + n OH ‾ → Hidróxidos de Hierro (precipitado) (8)

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• Reducción de DQO / TOC• Tratamiento de productos tóxicos y refractarios• Incremento de bio-degradabilidad del efluente• Eliminación de compuestos orgánicos específicos del efluente

Objetivos de los Procesos POAs

Formas de Aplicación de POAs• Previo al Tratamiento Principal: Pre-Tratamiento

Incremento Biodegradabilidad Eliminación Compuestos Tóxicos

• Posterior al Tratamiento: “Pulido” de la carga contaminante final Eliminación de compuestos recalcitrantes o tóxicos remanentes

• Proceso Único

Los procesos POAs son eficaces antes o después

de los tratamientos principales

Procesos de Oxidación Avanzada para tratamiento de contaminantes orgánicos

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Productos tratables en POAs

Aceites y Grasas Fenoles Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos Orgánicos Halogenados (AOX) Pigmentos y Anilinas Pesticidas Cianuros Sulfuros

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Tipos de Oxidación Húmeda

Procesos térmicos: Elevada presión y temperatura. Ej: Zimpro, Loprox, Wetox, etc.

Procesos avanzados de oxidación: Condiciones de operación menos severas debido al mayor poder oxidante de las especies que intervienen. Ej: OHP®, Foto-Fenton, Ozonización

Ambos tienen mecanismos en los que

intervienen radicales libres

2. Tratamiento Efluentes con Oxidación Húmeda

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Mapa de tecnologías de tratamiento

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3. Oxidación Húmeda con Peróxido: OHP®

El proceso OHP® es un tratamiento oxidativo de alto rendimiento para compuestos orgánicos no biodegradables.

• El Proceso OHP® está patentado para tratamiento de aguas mediante oxidación química.

• Basado en la activación de peróxido mediante catalizadores metálicos

• Más de 20 plantas OHP® operando actualmente

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RENDIMIENTO La tecnología OHP® proporciona un elevado rendimiento (hasta el 99%) para aguas residuales con compuestos

recalcitrantes

REACTIVO OHP® Y CATALIZADOR OHP®

Los contaminantes son destruídos (no separados y concentrados) mediante el uso del reactivo OHP®

VERSATILIDAD La instalación requiere poco espacio y puede integrarse en plantas existentes, para utilizarse como pretratamiento,

postratamiento o tratamiento único

Características del Proceso OHP®

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EFICACIA Trata contaminantes orgánicos de manera eficaz y está catalogado como Mejor Técnica Disponible (MTD) según

el Ministerio de Industria, de acuerdo con la Directiva IPPC (Ley 16/2002).

AUTOMATIZACIÓN Y SEGURIDAD

Opera de manera automática y con un alto estándar de seguridad.

ADAPTABILIDAD Permite obtener una calidad constante en efluentes de composición irregular

OXIDACIÓN EN CONDICIONES DE P/T MODERADAS

Opera en condiciones de presión y temperatura más suaves que otros tratamientos oxidativos avanzados

Ventajas del Proceso OHP®

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ESQUEMA DEL PROCESO OHP®

AJUSTE DE pH

CALORREACTOR

NEUTRALIZACIÓN

FILTRO

CATALIZADOR OHP® REACTIVO OHP®

CATALIZADOR AGOTADO

EFLUENTE TRATADO

EFLUENTE

RECUPERACIÓN DE ENERGÍA

• Homogeneización• Ajuste de pH• Adición de Reactivo OHP®

• Adición de Catalizador OHP®

• Reacción• Neutralización (Precipitación de hidróxidos metálicos)• Separación de sólidos (Filtración)

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Degradación de la DQO y TOC en Procesos de Oxidación Húmeda

• Parte de la DQO recalcitrante se convierte en DBO, convirtiendo el efluente en biodegradable

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Influente/Efluente – Proyecto A

Antes de tratar Después de tratarAntes de filtrar

• COT: 7800 ppm• Tratado con H2O2 35% y catalizador Fe (II) por 30 minutos• 10 gramos de H2O2 por gramo de COT• Fe (II/III) precipitado ajustando el pH a 9• COT final: 540 ppm

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GC – Proyecto AAntes de tratar

Después de tratar

Agua Background

Indole

Pyrazole

• COT: 7800 ppm• Tratado con H2O2 35% y catalizador Fe (II) por 30 minutos• 10 gramos de H2O2 por gramo de COT• Fe (II/III) precipitado ajustando el pH a 9• COT final: 540 ppm

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ZARAGOZA

BARCELONA

TOLEDO

ÁLAVA

PERORSA

VIZCAYA

GUIPUZCOA

GERONA

PLANTAS OHP®

TARRAGONAVALENCIA

ARABIA

LERIDA

CANTABRIA