MX2007004562A - Mejoramiento de la reduccion de la dqo por oxidacion electroquimica. - Google Patents

Abstract

La invencion es relativa a un tratamiento para la reduccion de la DQO de efluentes por oxidacion anodica que combina la utilizacion de dos distintos tipos de anodo con una reparticion apropiada de la corriente. El primer tipo de anodo es preferiblemente a base de diamante sintetico dopado con boro, el segundo es un anodo de alto sobrevoltaje de oxigeno que preferiblemente contiene oxidos de estano y antimonio.

Description

MEJORAMIENTO DE LA REDUCCIÓN DE LA DQO POR OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA CAMPO DE LA INVENCIÓN El tratamiento de efluentes con elevado valor de DQO (Demanda Química de Oxígeno) corriente arriba de las unidades de purificación biológica es bastante complejo. En razón de eso, fueron exploradas varias técnicas electroquímicas de pretratamiento de la DQO. La oxidación de la DQO puede ser efectuada por electrólisis sobre ánodos caracterizados por un alto sobrevoltaje de evolución de oxígeno o con análogas propiedades electrocatalíticas específicas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Entre estos últimos están comprendidos los electrodos revestidos de óxidos de estaño y antimonio, a los que a continuación se hará referencia como ejemplo no limitativo de ánodos de alto sobrevoltaje de oxígeno. Unos tales electrodos fueron utilizados en electrolizadores sencillos de la técnica anterior, por ejemplo en electrolizadores de flujo perpendicular. En tales electrolizadores la solución que debe ser tratada pasa alternativamente a través de ánodos y cátodos constituidos por mallas o esponjas. La reducción de la DQO en diferentes efluentes por medio de esta tecnología fue efectivamente observada, sin embargo a este sistema es asociado un rendimiento farádico muy bajo, a pesar de que la reducción de la DQO está limitada a cerca del 50%. Es también conocido otro tipo de electrodo de sobrevoltaje más alto que los ánodos revestidos de óxidos de estaño y antimonio, precisamente el electrodo de diamante dopado con boro (BDD) , que consiste en una capa de diamante dopado con boro depositada sobre un soporte conductor. Las desventajas de este tipo de electrodo son dos, es decir su costo y su relativa fragilidad que requiere electrolizadores especiales y costosos para su utilización; por otro lado, su potencial mucho más elevado bajo evolución de oxígeno lleva a niveles de reducción de la DQO mucho más altos con rendimientos farádicos superiores. Se puede hipotizar que, debido al potencial más elevado, algunas moléculas que contribuyen a la DQO sean degradadas por efecto de la disociación de sus cadenas principales .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención consiste en el empleo simultáneo en serie o en paralelo de al menos dos tipos de electrodos. El principio es de utilizar al máximo posible los elementos más accesibles y baratos, o sea los ánodos a base de óxidos de estaño y antimonio u otros electrodos equivalentes, instalados en un reactor electroquímico convencional plano o tubular, y en medida menor el electrodo BDD instalado en su propio electrolizador apto para completar la parte de reacción que no se puede efectuar sobre los ánodos a base de óxidos de estaño y antimonio o equivalentes. Siendo las moléculas constituyentes de la DQO parcialmente degradadas por el ánodo BDD, se vuelve raás fácil completar su oxidación sobre el ánodo a base de óxidos de estaño y antimonio, así como confirmado por las observaciones experimentales. Por cada tipo de efluente, será necesario determinar la repartición de corriente eléctrica más conveniente entre los dos procesos de oxidación sobre el BDD y sobre el ánodo a base de óxidos de estaño y antimonio. La repartición de corriente ideal está normalmente comprendida entre 55:45 y 95:5, según el tipo de efluente; una tal repartición puede ser obtenida de una manera muy sencilla interviniendo sobre la superficie anódica total de cada electrolizador (por ejemplo fijando la razón entre la superficie anódica total de ánodos a base de óxidos de estaño y antimonio y BDD a un valor comprendido entre 55:45 y 95:5) , pero otras soluciones son igualmente posibles. Para las plantas que tienen que tratar varios tipos de efluentes, es aconsejable que dicha repartición de corriente sea regulable por medio de sistemas conocidos en la técnica.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El electrodo a base de óxidos de estaño y antimonio puede ser fabricado según diferentes tipologías, por ejemplo puede ser obtenido como electrodo cerámico, por ejemplo sinterizado a partir de los dos óxidos en forma de polvos opcionalmente mezclados con otros componentes, o puede consistir en una base metálica, por ejemplo de titanio u otro metal de válvula, revestido de óxidos de estaño y antimonio opcionalmente mezclados con pequeñas cantidades de elementos conductores (por ejemplo cobre) o elementos que tienen propiedades electroquímicas deseables (por ejemplo iridio) para ajustar su potencial. En principio, se podrían utilizar de la misraa forma ánodos de titanio revestidos de catalizadores para evolución de oxígeno (por ejemplo mezclas de óxidos de tantalio e iridio) , sin embargo en este caso el sobrevoltaje de oxígeno resulta demasiado limitado y el acoplamiento de electrolizadores de la invención conduce a resultados raenos favorables. A continuación se reportan los resultados relativos al tratamiento de la DQO de un baño típico de desengrasado. Con unos electrodos revestidos de óxidos de estaño y antimonio instalados en un electrolizador de tipo RETEC , la DQO se redujo de la mitad durante 100 horas con un rendimiento farádico medio alrededor del 7%. Una vez acoplado este electrolizador a un segundo electrolizador que contenía el electrodo BDD, regulando 90% de la corriente al electrolizador RETEC y el 10% al electrolizador equipado con el electrodo BDD, se alcanzó la destrucción de 80% de la DQO durante cerca de 100 horas con un rendimiento farádico medio superior a 24%. Este método por lo tanto permite un fuerte mejoramiento en el nivel de la DQO destruida, con un mejor rendimiento farádico (menores gastos de energía eléctrica) limitando al mismo tiempo la inversión de capital originada por el uso de los BDD circunscribiendo su empleo a un pequeño porcentaje del tratamiento.

Claims (8)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES

1. Aparato para el tratamiento de la DQO de efluentes por oxidación anódica, que comprende un primer electrolizador equipado con un primer tipo de ánodo para evolución de oxígeno conectado en serie o en paralelo con al menos un segundo electrolizador equipado con un segundo tipo de ánodo para evolución de oxígeno, caracterizado porque dicho segundo tipo de ánodo tiene un sobrevoltaje para evolución de oxígeno más elevado que dicho primer tipo de ánodo.

2. El aparato según la reivindicación 1 caracterizado porque dicho al menos un segundo electrolizador tiene una superficie anódica total inferior a dicho primer electrolizador .

3. El aparato según la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque dicho segundo tipo de ánodo para evolución de oxígeno de dicho al menos un segundo electrolizador es un ánodo de diamante dopado con boro .

4. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicho primer tipo de ánodo para evolución de oxígeno de dicho primer electrolizador comprende óxidos de estaño y antimonio. 5. El aparato según la reivindicación 2 caracterizado porque la razón entre la superficie activa de dicho primer electrolizador y la superficie activa de dicho segundo electrolizador está comprendida entre 55:45 y 95:

5.

6. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la razón entre la corriente eléctrica proporcionada a dicho primer y a dicho al menos un segundo electrolizador es regulable.

7. Un proceso de tratamiento de la DQO de efluentes que comprende efectuar un proceso de oxidación anódica en el aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

8. El proceso según la reivindicación 7 caracterizado porque la razón entre la corriente eléctrica proporcionada a dicho primer y a dicho al menos un segundo electrolizador está comprendida entre 55:45 y 95:5.