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Desinfección de aguas de salida de depuradora mediante procesos avanzados de oxidación basados en ozono y en irradiación UVA
P. Valero Lázaro, J. Rodríguez Chueca , A. López Martín, R. Mosteo Abad, MP. Ormad
Melero, JL. Ovelleiro Narvión
Desinfección de aguas de salida de depuradora mediante procesos avanzados de oxidación basados en ozono y en irradiación UVA-visible
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Índice� 1. Introducción
� 2. Objetivos
� 3. Materiales y métodos
� 4. Resultados
� 5. Conclusiones
3. Materiales y métodos
-
O2
Ozonización
OzonizadorDesinfección
Agua de salida de depuradora
O3 *OH Reutilización+ H2O2 → ↑ROS
Introducción
Fotocatálisis con TiO2
λ
-
� Analizar el poder desinfectante de distintos procesos
de oxidación avanzada (POAs
Escherichia coli y EnterococcusEscherichia coli y Enterococcus
de depuradora.
� Estudiar la aplicación de POAs
O3/H2O2) y en irradiación UVA
(UVA-vis, UVA-vis/H2O2, UVA-vis/TiO
Evaluar la influencia de las principales variables sobre cada � Evaluar la influencia de las principales variables sobre cada
proceso: tiempo de tratamiento, tipo y dosis de agentes
desinfectantes empleados.
desinfectante de distintos procesos
POAs) sobre las bacterias
Enterococcus sp. en aguas de salida
Objetivos
Enterococcus sp. en aguas de salida
POAs basados en ozono (O3 y
) y en irradiación UVA-visible
vis/TiO2 y UVA-vis/H2O2/TiO2).
influencia de las principales variables sobre cada influencia de las principales variables sobre cada
proceso: tiempo de tratamiento, tipo y dosis de agentes
-
MuestraAgua sintética de
salida de depuradora
≈107-108
UFC/100 mL
Materiales y Métodos
Análisismicrobiológicos� UNE-EN ISO 7899-2:2001 � UNE-EN ISO 7899-2:2001
(Enterococcus sp.)
� UNE-EN ISO 9308-1:2001 (E. coli)
� Standard Method 9215.C
Inactivación bacteriana = Log(Nt/N0)
Fotografía de E. colien Agar MacConkey
Fotografía de Enterococcus sp.
en Agar S&B
-
POAs basados en ozono
� O3 (Ozonización)
Condiciones de operación:
• 900 mg O3 introducido/h
� O3/H2O2 (Peroxona)
• 900 mg O3 introducido/h• 1 L muestra• 0 - 15 minutos• 0, 1’4, 20 mg H2O2/L
O3 consumido = O3 introducido
Materiales y Métodos
basados en ozono
Ozonizador
O3 no consumido
O2
Ozonizador Fischer 500
Muestra
H O 30%
O2 secoDisolución 2% KI
H2O2 30% p/v
introducido – O3 no consumido
-
� UVA-vis
UVA-vis+H O
POAs basados en irradiación UVA
TiO
� UVA-vis+H2O2
� UVA-vis+TiO2
� UVA-vis+TiO2+H2O2
Condiciones de operación:Condiciones de operación:• 100 mL muestra• 0-60 minutos• 0, 1 g TiO2/L (TiO2 Degussa P25)• 0, 1’4, 20, 200, 680 mg H2O2/L
320-800 nm (UVA-vis)
Materiales y Métodos
basados en irradiación UVA-visible
TiO2
320-800 nm (UVA-vis) 500 W/m2
35oCH2O2
Cámara solarAtlas Suntest CPS+/XLS+
-
POAs basados en ozono
0
Inactivación de
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
Log
(Nt/
N0)
O3
O3 + 1,4 mg H2O2/L
-8
-7
-6
0 20 40
Ozono consumido (mg O
O3 + 1,4 mg H2O2/L
O3 + 20 mg H2O2/L
Resultados
basados en ozonoInactivación de Escherichia coli
H2O2 en exceso exceso
disminuye inactivación
60 80 100 120
Ozono consumido (mg O3/L)
-
POAs basados en ozono
0
Inactivación de Enterococcus
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
Log
(Nt/
N0)
O3
O3 + 1,4 mg H2O2/L
-8
-7
-6
0 20 40
Ozono consumido (mg O
O3 + 1,4 mg H2O2/L
O3 + 20 mg H2O2/L
Resultados
basados en ozonoEnterococcus sp.
H2O2 en exceso exceso
disminuye inactivación
60 80 100 120
Ozono consumido (mg O3/L)
-
POAs basados en ozono
-2-10
0)
O3
-8-7-6-5-4-3
0 20 40 60
Log(
Nt/N
0
Ozono consumido (mg O
Escherichia coliEnterococcus sp.
-10
O3 + 1,4 mg H2O2/L
La inactivación de E. coli es más
rápida que la Enterococcus sp.
-8-7-6-5-4-3-2-1
0 20 40 60 80 100 120
Log(
Nt/N
0)
Ozono consumido (mg O3/L)
Escherichia coliEnterococcus sp.
Resultados
basados en ozono
60 80 100 120Ozono consumido (mg O3/L)
-10
O3 + 20 mg H2O2/L
-8-7-6-5-4-3-2-1
0 20 40 60 80 100 120
Log(
Nt/N
0)
Ozono consumido (mg O3/L)
Escherichia coliEnterococcus sp.
-
POAs basados en irradiación UVA
0
Inactivación_30 min
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
Log
(N
t/N
0)
Mayor inactivación de E. coli que de
Enterococcus sp.
UVA-visUVA-vis +
1,4 mg H2O2/L
UVA-vis + 20 mg
H2O2/L
UVA680 mg H2O2/L
E.coli -0,31 -0,46 -0,67 -
Enterococos 0,01 -0,11 -0,11 -
-8
Resultados
basados en irradiación UVA-visible
Inactivación_30 min
UVA-vis + 680 mg H2O2/L
UVA-vis + 1 g TiO2/L
UVA-vis + 1 g TiO2/L + 20 mg H2O2/L
UVA-vis + 1 g TiO2/L + 200 mg H2O2/L
UVA-vis + 1 g TiO2/L + 680 mg H2O2/L
-7,61 -1,64 -3,06 -4,42 -7,61
-0,30 -0,06 -0,28 -0,40 -2,42
-
POAs basados en irradiación UVA
-1
0Inactivación de Escherichia coli
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0 15 30 45 60
Log
(Nt/
N0)
Tiempo (min)
UVA-vis + 1 g TiO2/L
UVA-vis+680 mg H2O2/L
UVA-vis+680 mg H2O2/L+1 g TiO2/L
UVA-vis+Heficaz sólo para eliminar
Mayor inactivación de E. coli que de
Enterococcus sp.
0 15 30 45 60Tiempo (min)
Resultados
basados en irradiación UVA-visible
-1
0Inactivación de Enterococcus sp.
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0 15 30 45 60
Log
(Nt/
N0)
Tiempo (min)
UVA-vis + 1 g TiO2/L
UVA-vis + 680 mg H2O2/L
UVA-vis + 680 mg H2O2/L + 1 g TiO2/L
60
vis+H2O2eficaz sólo para eliminar E. coli
Efecto sinérgico H2O2 + TiO2
0 15 30 45 60Tiempo (min)
60
-
� La ozonización resultó eficazEnterococcus sp. presentesEnterococcus sp. presentesde depuradora, mientrasvis/H2O2 y UVA-vis/TiO2/H2Opara inactivar E. coli que Enterococcus
� En general, la adición de Hdesinfección de los procesosUVA-vis pero no de los procesosUVA-vis pero no de los procesoslos que el exceso de H2O2 actuó
eficaz para eliminar E. coli ypresentes en agua sintética de salida
Conclusiones
presentes en agua sintética de salidaque los tratamientos UVA-
O2 fueron más adecuadosEnterococcus sp.
H2O2 aumentó la eficacia deprocesos basados en irradiación
procesos basados en ozono, enprocesos basados en ozono, enactuó de scavenger.
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Desinfección de aguas de salida de depuradora mediante procesos avanzados de oxidación basados en ozono y en irradiación UVA
P. Valero Lázaro, J. Rodríguez Chueca , A. López Martín, R. Mosteo Abad, MP. Ormad
Melero, JL. Ovelleiro Narvión
Desinfección de aguas de salida de depuradora mediante procesos avanzados de oxidación basados en ozono y en irradiación UVA-visible