A simulation approach to the improvement of the dosage of hydrogen peroxide for photo-Fenton processes
L’objectiu d’aquest treball és contribuir a un tractament d’aigües més eficient i sostenible. El procés foto-Fenton ha demostrat ser molt eficient per al tractament d'aigües recalcitrants i no biodegradables. Diverses investigacions han demostrat la importància de la dosificació de peròxid d�...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repositorio: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/382723 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2117/382723 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Sewage -- Analysis Sewage--Purification photo-Fenton recalcitrant water hydrogen peroxide dosage AOPs modelling Aigües residuals -- Anàlisi Aigües residuals--Depuració Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química |
| Sumario: | L’objectiu d’aquest treball és contribuir a un tractament d’aigües més eficient i sostenible. El procés foto-Fenton ha demostrat ser molt eficient per al tractament d'aigües recalcitrants i no biodegradables. Diverses investigacions han demostrat la importància de la dosificació de peròxid d'hidrogen (H2O2) en la millora del rendiment del procés, ja que pot evitar o reduir l'activació de reaccions ineficients. Per trobar la dosificació òptima, no és possible provar experimentalment tots els tipus de dosificació, per la qual cosa cal desenvolupar i implementar un model que pugui predir el procés. En aquest projecte s'ha explotat un model dinàmic de foto-Fenton que inclou el subministrament flexible de peròxid d'hidrogen per determinar un perfil de dosificació millorat per a un tractament fotoFenton determinat. S'adopta del treball presentat per Nasr Esfahani et al., (2022), en què es va ampliar i adoptar el model foto-Fenton de Cabrera-Reina et al. (2012) i Audino et al. (2019). Utilitza les dades experimentals obtingudes per Yu et al., (2020) utilitzant diferents esquemes de dosificació per a la mineralització de solucions de paracetamol (PCT) a escala de planta pilot. Després de validar el model amb alguns dels experiments utilitzats per al calibratge, es va realitzar la seva explotació simulant noves situacions ampliant els rangs de les variables de decisió en comparació dels experiments de Yu et al., (2020). El temps de reacció, la quantitat total de peròxid d'hidrogen i el perfil de dosificació van ser les variables utilitzades per a la presa de decisions. L'anàlisi i la discussió dels resultats es van fer principalment utilitzant les concentracions de peròxid d'hidrogen, el carboni orgànic total (COT) i l'oxigen dissolt (OD). Les concentracions d'OD permeten una explicació més completa de la naturalesa del procés. Dins de les situacions estudiades, els resultats de les simulacions van mostrar que el perfil de dosificació tenia poc efecte a la mineralització final. En augmentar el temps del procés, es van observar millores significatives en la mineralització dels contaminants, així com quan es va augmentar la quantitat de peròxid d'hidrogen, encara que l'experiència i la literatura desaconsellen afegir massa oxidant per tenir un bon rendiment. De la simulació es van seleccionar dues de les estratègies millorades per ser validades a la planta pilot. L’objectiu del primer experiment era comprovar l’efecte positiu en l’eliminació de COT de l’addició d’una quantitat de peròxid d’hidrogen superior a l’estequiomètrica. Com era d'esperar i d'acord amb l'experiència i la literatura, afegir massa oxidant no va millorar els resultats de mineralització a la planta pilot. El segon experiment volia comprovar si l’augment del temps de reacció mentre s’utilitzava la quantitat estequiomètrica total de H2O2 beneficiaria els resultats. En aquest cas, els resultats de les simulacions sí que van coincidir amb els de la planta pilot, obtenint una mineralització del 80%. Així doncs, utilitzant el model s'ha trobat una estratègia de dosificació més eficaç. |
|---|