Procesos foto-Fenton y biológico combinados, para la degradación de agroquímicos

Abstract

Los plaguicidas puede contaminar el medio ambiente. Por ello durante la última década se han llevado a cabo una serie de estudios para ofrecer alternativas de solución a este problema. Los Procesos Avanzados de Oxidación (PAOs), son capaces de degradar una gran cantidad de compuestos orgánicos con altas velocidades de reacción; sin embargo, la utilización de éstos conlleva a un alto coste. Una alternativa atractiva consiste en la aplicación de PAOs combinados con un posterior tratamiento biológico. Inicialmente, se comprobó que los herbicidas: 2,4-D, atrazina y acetoclor producen un impacto negativo sobre la biomasa usualmente presente en sistemas de tratamiento biológico. Se identificó además, al compuesto que mayor efecto inhibitorio generó para estudiarlo como contaminante modelo. Se demostró que los procesos Fenton y foto-Fenton son eficientes para degradar atrazina comercial en agua, en un reactor discontinuo bien agitado y con reciclo. Se evaluó el efecto de la concentración inicial de hierro, de peróxido de hidrógeno y el nivel de radiación, y se obtuvieron las eficiencias fotónica y cuántica de los procesos. Posteriormente, se desarrolló un modelo cinético que represente la degradación Fenton y foto-Fenton del herbicida contemplando el efecto de las distintas variables de operación. Finalmente, se detectó la presencia de un intermediario estable que no permitió alcanzar la mineralización total del compuesto. Se identificó al mismo como el ácido cianúrico y se evaluó la factibilidad de degradación del mismo ante distintos sistemas de tratamiento biológico. Se encontró una buena eficiencia de degradación de este compuesto en condiciones de anaerobisis.

The herbicides can lead to significant problems in the environment and humans, so it is extremely necessary to design systems that can reduce these substances to harmless molecules. Advances oxidation processes (AOPs) are known for their capacities for the oxidation and even complete mineralization of a great variety of non biodegradable compounds. A major drawback of AOPs in general, is that they might involve high operating costs if high levels or total mineralization are to be achieved. One economically viable option to treat wastewater containing non biodegradable pollutants consists of combining an AOP, like Photo-Fenton, and a biological post treatment. Initially, it was found that the incorporation of 2,4-D, atrazine and acetochlor to degradable effluents in a biological treatment system has a negative impact on the activity of microorganisms presents. Simultaneously, it was observed that atrazine had the most important inhibition effect on the microorganism performance. It was demonstrated that Fenton and photo-Fenton processes may be employed as an effective treatment for the degradation of atrazine in water solution. The effects of hydrogen peroxide and initial concentrations of iron on the mineralization processes under irradiated and non-irradiated conditions have been studied and the optimal conditions found. Subsequently, a kinetic model that represents the Fenton and photo-Fenton degradation of the herbicide, considering the effect of operation variables was developed. It was found that the cyanuric acid remains in the effluent after the chemical oxidation treatment. A biological process for the biodegradation of the stable N-heterocyclic ring of cyanuric acid was evaluated by microbial action.