Oxidación húmeda de compuestos cianurados y fenólicos

Abstract

La importancia de la contaminación por aguas de naturaleza fenólica y cianurada se debe, además de por su potencial toxicidad, a los grandes volúmenes que son generados, principalmente en los sectores siderúrgico y farmacéutico. El proceso biológico es el método más comúnmente usado en el tratamiento de aguas residuales industriales, aunque está limitado a bajas concentraciones de compuestos cianurados o fenólicos, mientras la oxidación química resulta costosa además de añadir nuevos compuestos al agua residual. La oxidación con oxígeno (o aire) a presión y temperatura superiores a las ambientales (oxidación húmeda) puede resultar atractivo para el tratatamiento de estas aguas, de forma única o sobre todo previo al tratamiento biológico. Se ha estudiado la oxidación húmeda no catalítica de tiocianato (como contaminante cianurado modelo) y ácido salicílico (como contaminante fenólico modelo), analizando el efecto de las condiciones de operación. En ambos casos, el pH del medio resultó ser un parámetro clave. Se obtuvieron los modelos cinéticos y se propusieron los mecanismos de reacción según el pH del medio. Globalmente, la evolución del color del medio de reacción durante la oxidación húmeda fue analizada y relacionada con la formación de compuestos intermedios. El efecto que tiene el grupo carboxílico sobre la reactividad de los ácidos fenólicos (salicílico, p-hidroxibenzoico y 5-hidroxiisoftálico) se explicó en base a su capacidad para retirar densidad electrónica del anillo Las sales de metales de transición son potencialmente catalizadores para mejorar el proceso. Así, el anión Cu(II) resultó ser un catalizador eficaz durante la oxidación húmeda de tiocianato en medio ácido. Se propuso un mecanismo para la reacción catalizada por cobre y se dedujo el correspondiente modelo cinético. Además, se estudió el efecto del pH sobre la oxidación húmeda homogénea catalizada por hierro del fenol y tres ácidos fenólicos, tratándose los resultados a partir de los diferentes papeles que juega el hierro durante la reacción. Se analizó también la eficacia del tratamiento industrial de un agua residual farmacéutica mediante un tratamiento acoplado oxidación húmeda- tratamiento biológico comparándose con los resultados en laboratorio. Finalmente, se sugieren diagramas de decisión para la selección de tratamiento biológico, oxidación húmeda o una combinación de ambas técnicas según el tipo de contaminante, su concentración y el caudal a tratar.