Diseño de reactores para el tratamiento de aguas contaminadas mediante adsorción

Autor: Castellano Perdomo, Rafael
Přispěvatelé: Martí Gregorio, Vicenç, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Química
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Popis: Les aigües residuals de l'activitat industrial i de l'activitat agrícola suposen un important problema per a la salut humana i el medi ambient, ja que poden transportar una gran varietat de compostos contaminants que cal eliminar. Aquests contaminants inclouen compostos orgànics i microcontaminants, com el fenol i la atrazina, l'eliminació dels quals mitjançant l'aplicació de mètodes convencionals, com la coagulació i la floculació o l'oxidació, no són eficients. Per altre banda, l'adsorció s'ha convertit en una alternativa relativament senzilla i versàtil, per la gran quantitat d'adsorbents disponibles, per a l'eliminació d'aquest tipus de contaminants. En el present treball es pretén desenvolupar de forma teórica el disseny d'un sistema de tractament d'aigües residuals per a l'eliminació de contaminants mitjançant adsorció amb carbó actiu. Per fer-ho, es modelen matemàticament quatre sistemes de reacció diferents: reactor per lots, reactor de tanc agitat continu (CSTR) d'un efecte, CSTR de dos efectes i adsorció en columnes. Això estudia l'equilibri i la cinètica d'adsorció cinètica de dos contaminants, fenol i atrazine, a partir dels corresponents balanços de matèria. A més, s'analitza el rendiment amb dos tipus diferents de carbó actiu, pulveritzat (PAC) i granular (GAC), com adsorbent. Per tant, aquests sistemes s'apliquen a dos casos d’estudi diferents, comparant la seva eficiència, de manera que es pugui determinar l'alternativa més adequada per a l'eliminació de contaminants d'aigües residuals proposades. Las aguas residuales procedentes de la actividad industrial y de la actividad agraria suponen un importante problema para la salud de las personas y para el medioambiente, pues transportan una amplia variedad de compuestos contaminantes que deben ser eliminados. Entre estos contaminantes se encuentran compuestos orgánicos y microcontaminantes, como el fenol y la atrazina, cuya eliminación mediante la aplicación de métodos convencionales, tales como coagulación y floculación u oxidación, no resultan eficientes. En contraste, la adsorción se ha convertido en una alternativa relativamente sencilla y de gran versatilidad, por la gran cantidad de adsorbentes disponibles, para la eliminación de este tipo de contaminantes. En el presente trabajo se pretende desarrollar de forma teórica el diseño de un sistema de tratamiento aguas residuales para la eliminación de contaminantes mediante adsorción con carbón activo. Para ello se modelan matemáticamente cuatro sistemas de reacción diferentes: reactor batch, reactor de tanque agitado continuo (CSTR) de un efecto, CSTR de dos efectos y adsorción en columna. Se estudia así el equilibrio y la cinética adsorción de dos contaminantes, fenol y atrazina, a partir de los correspondientes balances de materia. Además, se analiza el desempeño con dos tipos distintos de carbón activo, pulverizado (PAC) y granular (GAC), como adsorbente. Por tanto, estos sistemas se aplican a dos casos de estudio diferentes, comparándose la eficiencia de los mismos, de manera que se pueda determinar la alternativa más adecuada para la eliminación de los contaminantes propuestos de aguas residuales. Wastewater from industrial activity and agricultural activity is a major problem for human health and the environment, transporting a wide variety of pollutant compounds that need to be removed. These contaminants include organic and micropollutants compounds, such as phenol and atrazine, whose elimination by applying conventional methods, such as coagulation and flocculation or oxidation, are not efficient. In contrast, adsorption has become a relatively simple and versatile alternative, by the large number of adsorbents available, for the elimination of this kind of contaminants. This work aims to theoretically develop the design of a wastewater treatment system for the removal of contaminants by adsorption with active carbon. To do this, four different reaction systems are mathematically modeled: batch reactor, one-effect continuous stirred-tank reactor (CSTR), two-effect CSTR, and column adsorption. Thus, equilibrium and kinetics of adsorption of two contaminants, phenol and atrazine, are studied from the corresponding mass balances. In addition, performance is analyzed with two different types of activated carbon, pulverized (PAC) and granular (GAC), as adsorbent. These systems, therefore, apply to two different case studies, comparing their efficiency, so that the most appropriate alternative for the disposal of proposed wastewater contaminants can be determined. Objectius de Desenvolupament Sostenible::6 - Aigua Neta i Sanejament
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: