Degradación fotocatalítica homogénea y heterogénea de vapor condensado de cocción generado en el procesamiento de subproductos avícolas

Abstract

Con el objetivo de remover materia orgánica generada en la condensación del vapor de cocción de subproductos generados en la industria avícola, se evaluaron diferentes procesos fotocatalíticos homogéneos y heterogéneos. El efluente generado fue caracterizado mediante la determinación de los parámetros físicos y químicos, demanda biológica de oxigeno (671 ppm), demanda química de oxigeno (1185.65 ppm), potencial de hidrogeno (9.95), turbiedad (20.2 NTU), carbono orgánico total (222.3 ppm), sólidos suspendidos totales (0.60 g/L), sólidos disueltos (0.994 g/L) y sólidos totales (1.60 g/L). En la fotocatálisis homogénea se consideraron dos procesos Fenton y foto-Fenton. Las variables y rangos de estudio para el proceso Fenton fueron peróxido de hidrogeno (100 - 150) ppm, sulfato ferroso (15 - 45) ppm y pH (3.0 - 5.0), mientras que el proceso foto-Fenton fue realizado a pH 3.0 y las condiciones fueron (15 - 45) ppm sulfato ferroso y (100 - 150) ppm de peróxido de hidrogeno. La remoción de carga contaminante expresada como porcentaje de remoción de carbono orgánico total fueron entre (24.38 - 26.58) % y (21.63 - 31.04) %, respectivamente. Las condiciones óptimas de operación para el rango de estudio se determinaron mediante la metodología de superficie de respuesta. Para el proceso Fenton fueron 42.65 ppm Fe+2, 48.26 ppm H2O2, y pH 4.79 con un valor óptimo de degradación de 25.85 %. Las condiciones óptimas para el proceso foto-Fenton fueron Fe+236.48 ppm, peróxido de hidrogeno 146.79 ppm, y pH 3.0 con un valor óptimo de degradación de 27.66 %. En la fotocatálisis heterogénea se consideraron los procesos con dióxido de titanio y radiación UV (TiO2+UV) y dióxido de titanio con peróxido de hidrogeno y radiación UV (TiO2+H2O2+UV). Las variables y rangos de estudio para el proceso fueron dióxido de titanio (0.05 - 0.15) g/L TiO2 y pH (5.0 - 9.0), mientras que el proceso con peróxido de hidrogeno fue realizado a pH (5.0 - 9.0), (100 - 150) ppm de H2O2 y (0.05 - 0.15) g/L TiO2. La remoción de TOC expresada como porcentaje de remoción de carbono orgánico total se dio entre (17.81 - 27.08%) y (18.28 - 31.52%) respectivamente. Las condiciones óptimas de operación para el proceso fueron 0.147 g/L TiO2 y pH 8.75 con un valor óptimo de degradación de 25.92 % mientras que el proceso en presencia de peróxido fueron 0.15 g/L TiO2, 145.27 ppm H2O2, y pH 8.99 con un valor óptimo de degradación de 26.18 %. El proceso que mejores resultados mostró fue el foto-Fenton, aunque la diferencia en cuanto a porcentaje de remoción de TOC no es significativa con respecto a los demás tratamientos fotocatalíticos es el que arroja una mayor remoción de carbono orgánico total TOC comparado con los parámetros iníciales de muestra cruda en la caracterización.