Aplicación de fotocatálisis para la remoción de hierro y cobre, 2023

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo evaluar la aplicación de fotocatálisis para la remoción de hierro y cobre en aguas residuales sintéticas, por lo que, la metodología se desarrolló experimentalmente con un diseño factorial de 33 que incluyó tres factores y tres niveles sin repeticiones, los cuales fueron ensayos en condiciones con catalizador de TiO2 en dosis de 1, 2 y 3 g/L, pH en rangos de 2, 5 y 8, y un tiempo de retención en 1, 2 y 3 días. En cuanto a los resultados, las condiciones óptimas para la remoción de metales pesados como hierro y cobre se establecieron con altos índices de remociones en 8 de pH y dos días de tratamiento en el sistema fotocatálico constituido por botellas plásticas y laminas reflectantes, mientras que, el escalado piloto del sistema de fotocatálisis requirió reactores fotocatalíticos de tipo batch con ingreso de agua residual a una carga hidráulica de 100 m3/h que funciona durante 7 horas por 2 días. En conclusión, el tratamiento fotocatálico permite la remoción de hierro y cobre hasta 99.99% y 99.97%, respectivamente. Mientras que, para el modelo a escala piloto necesita una inversión de $ 202,881.65 con el costo de producción de $ 73,821.09.

The alm of this research was to evaluate the application of photocatalysis for the removal of iron and copper in synthetlc waste waters, therefore, the methodology was experimentally developed with a factorial design of 33 that included three factors and three levels without repetitions, which were tests under conditions with TiO2 catalyst in doses of 1, 2 and 3 g/L, pH in ranges of 2, 5 and 8, and a retention time in 1, 2 and 3 days. As for the results, optimal conditions for the removal of heavy metals such as iron and copper were established with high rates of removals at 8 pH and two days of treatment in the photocatalytic system consisting of plastic bottles and reflective sheets, whereas, the pilot scale-up of the photocatalysis system required batch-type photocatalytic reactors with waste water input to a hydraulic load of 100 m3/h operating for 7 hours for 2 days. In conclusion, photocatalytic treatment allows the removal of iron and copper up to 99.99% and 99.97%, respectively. While, for the pilot scale model needs an investment of $ 202,881.65 with the cost of production of $ 73,821.09.