El desarrollo del proyecto consistió en el tratamiento de los residuos líquidos provenientes de tres tipos de empresas diferentes; aguas residuales de una fábrica de  hilos en su proceso de teñido; ácido 2,4-diclorofenoxiacético proveniente de una corriente de lavado de equipos en una planta de producción de herbicidas y las aguas residuales provenientes del proceso de producción de bebidas isotónicas. Los tres tipos de efluentes fueron tratados empleando la fotocatálisis homogénea o heterogénea dependiendo del caso, es decir, por medio de una degradación de los contaminantes presentes en el agua con luz ultravioleta, dióxido de titanio (TiO2) como catalizador, sales de hierro y peróxido de hidrógeno (H2O2) como coayudante en la oxidación.

Se evaluó la posibilidad de utilizar procesos avanzados de oxidación como  la  fotocatálisis heterogénea (TiO2/H2O2/UV) y fotocatálisis homogénea (FeSO4/H2O2/UV), para las aguas residuales provenientesdel proceso de producción de bebidas isotónicas. Los estudios se llevaron a cabo a escala de laboratorio en un foto-reactor cilindro parabólico compuesto (CPC), en operación semibatch. Con el fin de comprobar la mineralización de los compuestos, se emplearon técnicas comunes y avanzadas para el seguimiento del proceso, tales como COT, DBO, DQO. Para el análisis de la reducción del color se usaron técnicas espectrofotométricas. Se examinaron los efectos de pH, concentración de catalizador y concentración de peróxido de hidrógeno, mediante un diseño de experimentos de superficie de respuesta. Se obtuvieron parámetros óptimos para el porcentaje de decoloración en la fotocatálisis heterogénea, pH 3, concentración de catalizador (TiO )  0,286  g/L y  concentración  de  peróxido  1,204  g/L con  un porcentaje de decoloración del 97,88%. Para la fotocatálisis homogénea se trabajó pH 3 constante, concentración de catalizador (Fe) 0,03 g/L y concentración de peróxido 3 g/L con un porcentaje de decoloración del 99,65%, ambos en un tiempo de recirculación de dos horas a temperatura ambiente.

El presente estudio describe un método simple y económico para la extracción de aceites esenciales bajo la filosofía “Cero Emisiones”. Se presenta el diseño y funcionamiento del equipo. Los resultados mostraron la posibilidad de obtener un rendimiento de aceite esencial de cardamomo del 5%, dato que concuerda con el reportado por la literatura.

En este informe se muestra el comportamiento del sistema compuesto cromo hexavalente / 4-clorofenol, benceno-tolueno utilizando como catalizador mezclas de TiO2, bentonita y ceniza volante, cuando es sometido a un proceso de degradación por medio de fotocatálisis heterogénea en un foto-reactor Cilindro Parabólico Compuesto (CPC) a escala de laboratorio, se utilizó luz artificial y luz natural como fuente de energía. Se analiza el efecto de los parámetros de operación más importantes del foto-reactor sobre la concentración final de los contaminantes, para determinar las condiciones de operación con las que se alcancen los máximos niveles de degradación posibles. Las variables analizadas fueron pH, concentración de catalizador y tiempo de recirculación. Para el diseño de experimentos y optimización se utilizó el software estadístico Statgraphics 5.0Para el sistema 4-clorofenol-CrVI se obtuvo una reducción del 87.4% del Cr VI y una degradación del 64% del 4-clorofenol con luz artificial y con luz solar una reducción 72.71% para el Cr VI y una degradación del 72,32% para el 4-clorofenol. Bajo las condiciones de operación empleadas se encontró que la fotodegradación del sistema 4-clorofenol-CrVI obedece una cinética de primer orden y se ajusta al modelo de Langmuir-Hinshelwood.Para el sistema benceno-tolueno se trabajó con luz artificial mostrando una degradación del 100% para ambos contaminantes. Bajo las condiciones de operación empleadas se encontró que la fotodegradación del sistema benceno-tolueno obedece una cinética de primer orden.

En este estudio se evaluó la electrocoagulación como tratamiento para aguas residuales del proceso de curtición de una curtiembre y de aguas residuales provenientes del proceso de teñido en un floricultivo. Los experimentos e llevaron acabo en un reactor a escala laboratorio con configuración monopolar con electrodos de hierro y aluminio que operaba de modo discontinuo (batch).Para el caso del Cr+3, se realizaron ensayos preliminares con un volumen de muestra de 150 ml, un área de electrodos sumergida de 27 cm2 y un tiempo de residencia de 30 minutos y se determinaron los valores óptimos de la agitación y la separación entre electrodos, encontrándose valores de agitación de 370 rpm y separación entre electrodos de 5 mm. En el diseño de experimentos final se evalúo la concentración inicial de la muestra, el voltaje y el tipo de electrodos. Las condiciones óptimas obtenidas a partir del análisis estadístico fueron 13 voltios, Agitación 382 rpm, electrodos de Al, concentración inicial de la solución 2364,57 ppm y distancia entre electrodos de 5 mm. Con las condiciones óptimas se validó el modelo, tanto para la solución diluida (2364,57 ppm) como para lasolución natural (5456,7 ppm) y se evaluó la cinética para la remoción de Cr+3 y remoción de DQO y COT, además de DBO5 para antes y después del tratamiento. Se trato un volumen de 500 ml de solución durante un tiempo de reacción de 60 minutos. Para la muestra natural se presentó una remoción de Cr+3 del 71.98%, remoción de DQO del 50.67%, remoción de TOC del 19% y un aumento en la biodegradabilidad del agua del 72.88%. La solución diluida presentó una remoción de Cr+3 del 99,76%, remoción de la DQO del 60%, remoción de TOC 51,23% y un aumento en la biodegradabilidad del agua del 77,22%.

El presente estudio muentra un método simple y económico para la obtención de aceite esencial de cardamomo bajo la filosofía "cero emisiones". Para la implementación del proceso de extracción se realizaron ensayos preliminares y se tuvieron en cuenta factores de degradación térmica y se concluyó que el método a utilizar era la destilación con vapor o destilación por arrastre con vapor.

Los efluentes tratados son aguas residuales suministradas por una industria de lavandería, utilizando la tecnología de fotocatálisis con fuentes artificiales de radiación (lámparas UV), TiO2 como catalizador y un foto-reactor cilindro parabólico compuesto (CPC). Se empleó agua residual industrial con el objetivo de comenzar a efectuar una investigación con efluentes líquidos reales y no con mezclas sintéticas preparadas en el laboratorio, lo que se busca con este proyecto es dar un primer paso hacia la utilización de estas nuevas tecnologías a escala industrial. Los resultados experimentales fueron procesados estadísticamente por modelo de superficie de respuesta, tomando la concentración del catalizador, pH y tiempo de recirculación, como los parámetros que afectan la concentración final de DQO (Demanda Química de Oxígeno), variable de respuesta escogida. Se logró una degradación máxima sin H2O2 del 26,49% y con adición de H2O2 del 41,8%.PACS: 81.16.Hc, 89.60.-k, 92.20.Ny

Como una propuesta para eliminar componentes químicos altamente tóxicos de los desechos industriales, los investigadores estudian el comportamiento del sistema compuesto cromo hexavalente /4- clorofenol cuando es sometido a un proceso de degradación por medio de fotocatálisis heterogénea en un foto-reactor Cilindro Parabólico Compuesto (CPC) a escala piloto. Se analiza el efecto de los parámetros de operación más importantes del foto-reactor sobre la concentración final de los contaminantes, para determinar las condiciones de operación con las que se alcancen los máximos niveles de degradación posibles. Las variables analizadas fueron pH, concentración de catalizador, tiempo de recirculación y la relación de concentraciones iniciales entre contaminantes. El parámetro que más influye sobre los niveles de remoción alcanzados es el pH, el cual tiene un efecto opuesto para cada uno de los contaminantes, esto implica que, teóricamente no sepuede adoptar un único conjunto de parámetros de operación que favorezca la degradación de ambos. Pero en la práctica se obtienen elevados niveles de degradación de ambos contaminantes en el punto óptimo de operación del cromo.También se observa que la concentración de catalizador no ejerce efecto significativo sobre la degradación de los contaminantes, al menos para las concentraciones iniciales estudiadas. El tiempo de recirculación, está en estrecha relación con la cinética de degradación de cada contaminante, para el 4-clorofenol se alcanzan niveles elevados de degradación en corto tiempo, mientras que para el cromo hexavalente se requiere tiempos de recirculación más prolongados para alcanzar los mismos niveles de degradación que para el 4-clorofenol. La relación de concentraciones iniciales de los contaminantes también ejerce un efecto opuesto sobre los niveles de degradación alcanzados para cada contaminante, la reducción de cromo hexavalente se favorece con elevadas concentraciones iniciales de 4-clorofenol, mientras que la oxidación de 4-clorofenol se favorece con elevad as concentraciones iniciales de cromo hexavalente, lo que sugiere cierta sinergia entre las reacciones de oxido-reducción del 4-clorofenol y del cromo hexavalente. Finalmente, se obtuvo una reducción de cromo hexavalente del 97% y oxidación de 4-clorofenol del 94.9%.

En el siguiente trabajo se presenta la fotocatálisis como una tecnología simple, económica, eficaz e innovadora, para el tratamiento de aguas fenoladas encontradas en los efluentes de varios procesos industriales. El atractivo de esta tecnología radica en su rentabilidad, facilidad de implementación y uso, y la inversión requerida de capital es mínima, en comparación con otras tecnologías. La radiación UV proveniente del sol o de fuentes artificiales (lámparas UV), se usa para activar el catalizador (TiO2) y con él, destruir muchos de los contaminantes orgánicos presentes en efluentes líquidos.

Se estudió el comportamiento de la concentración de cianuro, presente en una corriente residual del proceso de galvanizado de la industria de recubrimientos metálicos (400 ppm de CN-), cuando es sometida a un proceso de fotodegradación con luz UV artificial, dióxido de titanio y peróxido de hidrógeno en un fotoreactor anular de tubos concéntricos a escala de laboratorio. Se utiliza el método de electrodo ión-selectivo de cianuro para la cuantificación de la concentración del contaminante. Se obtiene reducción de cianuro del 65.5% en un tiempo de recirculación de 2 horas. La cinética de la reacción se ajusta al modelo de Langmuir-Hinshelwood. Se realizan experimentos prolongando el tiempo de recirculación a 4 horas y reinyectando peróxido y se obtiene un 97.37% de reducción de la concentración de cianuro. Experimentos con adición de oxígeno no presentaron mejoras significativas con un 65.5% de reducción de la concentración de cianuro para 2 horas de recirculación.

Mediante el presente estudio se optimizaron las condiciones de operación y se evaluó la eficiencia del proceso de fotooxidación, a través del seguimiento de la degradación de la demanda química de oxígeno (DQO) y del carbono orgánico total (COT) de aguas consideradas como residuos líquidos peligrosos procedentes de los laboratorios de Ingeniería de Procesos de la Universidad EAFIT. De acuerdo con los resultados obtenidos, el proceso foto-Fenton es un método efectivo para la degradación de la materia orgánica contenida en este tipo de residuos, logrando en alta medida la recuperación de esta agua, haciéndolas altamente biodegradables por métodos biológicos sin la previa adaptación de microorganismos.

Esta investigación contribuye al estudio y desarrollo de nuevas técnicas de degradación fotoquímicas (con luz solar y artificial) y biológicas para el tratamiento de sustancias no biodegradables altamente tóxicas presentes en aguas residuales industriales. Los procesos de pretratamiento eficientes como la  fotocatálisis, son necesarios para modificar la estructura del contaminante convirtiéndolo en sustancias menos toxicas y de fácil biodegradación permitiendo así que un tratamiento biológico complete la degradación de éste.Se evalúa, a escala laboratorio, el comportamiento de la concentración de cianuro presente en una corriente residual del proceso de recubrimientos metálicos (400 mg/L de CN-), empleando las técnicas de fotocatálisis heterogénea con luz artificial y solar, dióxido de titanio y peróxido de hidrógeno en un foto-reactor Cilíndrico Parabólico Compuesto (CPC) y biorremediación con una cepa nativa aislada en medio natural, con el fin de obtener concentraciones de cianuro permisibles por la legislación nacional (1 mg/L).Algunas bacterias como la Pseudomonas sp. pueden efectivamente degradar el cianuro en productos menos tóxicos. Durante el metabolismo, ellas emplean el cianuro como fuente de nitrógeno y la glucosa como fuente de carbono para convertirlo en amoniaco y dióxido de carbono La bacteria es aislada e identifi cada de un lodo proveniente de la industria de recubrimientos metálicos, ésta es adaptada en una solución de cianuro de 15 mg/L. Durante la biodegradación se cuantifica la eficiencia de remoción, el porcentaje de degradación y se elaboran las curvas de crecimiento de biomasa en el tiempo.Se analizan, en el proceso biológico, los efectos de concentración inicial de cianuro y agitación sobre el porcentaje de reducción de la concentración de cianuro mediante un diseño de experimentos factorial. En este proceso de biodegradación se determina que la variable más significativa es la agitación y que la concentración inicial de cianuro no es tan relevante para éste. El estudio cinético de la degradación de cianuro se ajusta a cinética de primer orden, siguiendo un régimen Langmuiriano y la cinética de crecimiento de biomasa se ajusta al modelo de Monod.Las condiciones óptimas de biodegradación de cianuro son pH 9.5, temperatura 28 ºC, tamaño del inóculo 1.21 x105 UFC/ml, agitación de 200 rpm y concentración inicial de cianuro 15 mg/L. Los resultados obtenidos indican que el tratamiento biológico empleando Pseudomonas sp puede ser más competitivo que otros tratamientos químicos.Empleando el acoplamiento de ambas técnicas (fotocatalítica y biotecnológica) se obtiene un 99.86% de reducción en la concentración de cianuro; estos resultados indican que puede emplearse este acoplamiento para la eliminación de compuestos orgánicos tóxicos en aguas residuales.