Debido a la elevada eficacia que ha presentado el reactivo Fenton en la eliminación de contaminantes orgánicos refractarios modelo, en los últimos años han aparecido numerosos trabajos donde se presenta el tratamiento de efluentes acuosos residuales reales de origen industrial mediante procesos Fenton.
[Grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Rey Juan Carlos]
Cada tipo de actividad industrial, según el proceso, genera un agua residual caracterizada por una contaminación tipo determinada. De modo general, se conocen los parámetros característicos de cada una de ellas, pero es preciso su caracterización detallada para valorar su tratamiento y posterior incidencia en el medio receptor. Además, la legislación obliga a su tratamiento previo al vertido con el objeto de reducir al mínimo los impactos negativos sobre los cauces que soporten tales vertidos.
La interacción entre el peróxido de hidrógeno y las sales de hierro (reactivo Fenton) se conoce desde 1894 (Fenton, 1894). Se trata de un sistema catalítico homogéneo a temperatura ambiente en el cual una sal de hierro, habitualmente FeSO4, genera radicales gracias a la interacción del peróxido de hidrógeno con la forma reducida, Fe(II), que genera en última instancia radicales hidroxilo. Los cuales oxidan la materia orgánica según la reacción que se presenta a continuación.
RH + HO● àH2O + R●
La oxidación Fenton se ha estudiado con una gran variedad de aguas sintéticas, conteniendo una gran cantidad de compuestos modelos como, fenoles, clorofenoles, formaldehído, 2,4-dinitrofenol, 2,4,6-trinitrotolueno, 2,4-dinitrotolueno, clorobenceno, tetracloroetilieno, halometanos, aminas, y un largo etc.
Debido a la elevada eficacia que ha presentado el reactivo Fenton en la eliminación de contaminantes orgánicos refractarios como los comentados anteriormente, en los últimos años han aparecido numerosos trabajos donde se presenta el tratamiento de efluentes acuosos residuales reales de origen industrial mediante procesos Fenton, fundamentalmente en fase homogénea (Ramírez y col.,2004). Por otra parte, el estudio de catalizadores con diferentes tipos de centros activos (Imamura y col., 1998) y en ocasiones su combinación con peróxido de hidrógeno (Chiron y col., 1999), se ha planteado como una alternativa para trabajar en condiciones más suaves de reacción en procesos de oxidación húmeda y de esta forma, reducir los costes de operación. También se han descrito procesos de oxidación húmeda catalítica con peróxido de hidrógeno en bibliografía para el tratamiento de una gran variedad de efluentes industriales (Tekin y col., 2006). Aunque muchos de estos procesos se encuentran implantados a nivel industrial en muchas industrias, al tratarse de procesos homogéneos presentan el inconveniente de la separación de las sales de hierro, es por ello, que se están realizando grandes esfuerzos investigadores para el tratamiento de aguas residuales de origen industrial mediante procesos heterogéneos.
Por otro lado, la presencia de un catalizador heterogéneo permitiría el diseño de unidades de tratamiento de lecho fijo que simplificaría las instalaciones de tratamiento convencionales al no ser necesarias las etapas de neutralización y floculación de los sistemas homogéneos convencionales. En la Figura se muestra un esquema propuesto para este tipo de sistemas, en el que se observa una única etapa de reacción en lecho fijo catalítico, sin necesidad de etapas posteriores de separación. Es necesario indicar que en la actualidad no existen procesos comerciales de oxidación húmeda catalítica con peróxido de hidrógeno utilizando catalizadores sólidos.
§ Ramírez R.M., Durán A., Domínguez R., Durán A. (2004) Removal of detergents by activated petroleum coke from a clarified wastewater treated for reuse. Wat. Sci. Technol. 50, 91-98.
§ Imamura S., Okumura Y., Nishio T., Utani K. (1998) Wet-oxidation of a model domestic water on a Ru/Mn/Ce composite catalyst. Ind. Eng.Chem. Res. 37, 1136-1139.
§ Chiron S., Fernández-Alba A., Rodríguez A., García-Calvo E. (1999) Pesticide chemical oxidation: State of the Art. Wat. Res. 34, 366-377.
§ Tekin H., Bilkay O., Ataberk S.S., Balta T.H., Ceribasi I.H., Sanin F.D., Dilek F.B., Yetis U. (2006) Use of Fenton oxidation to improve the biodegradability of a pharmaceutical wastewater. J. Hazard. Mater. B136, 258-265.