En l’actual sistema en el que vivim, gran part de la indústria depèn del petroli i dels seus derivats. Tot i que generalment les mesures de seguretat per evitar fuites són notables, mai existeix el risc zero, i de vegades es produeixen vessaments o fugues d’hidrocarburs a les estacions de servei o refineries. Aquestes pèrdues, si no es controlen i localitzen a temps, es van filtrant al medi sòlid, adsorbint-se i contaminant el sòl. Si persisteixen en el temps o el tipus de roca present en la zona és molt permeable -amb elevada macroporositat- acaben canviant de fase, arribant a la zona saturada d’aigua, és a dir, a l’aqüífer.
A la vegada, les refineries transformen el petroli en derivats com la benzina o el gasoil. Aquesta industria de refineria, produeix grans quantitats d’aigües residuals contaminades amb hidrocarburs aromàtics i alifàtics.
Els mètodes tradicionals per tractar aquestes aigües residuals estan basats en tractaments físico-químics, mecànics i biològics. També s’han proposat altres solucions com l’ús de coagulants. No obstant, aquestes tècniques no són adequades per tractar aigües amb concentracions tan elevades -DQO per sobre de 2000 mg/L-. En aquests casos, hi ha la necessitat d’utilitzar tècniques avançades per a l’eliminació dels compostos orgànics no biodegradables.
La incapacitat dels mètodes convencionals per eliminar eficaçment els contaminants orgànics a les aigües ha fet desenvolupar altres tècniques per tractar les aigües amb alta càrrega orgànica no biodegradable.
La oxidació per aire humit-Wet Air Oxidation (WAO) és una tècnica que té lloc a altes pressions i temperatures i té un gran potencial per degradar els tipus de compostos esmentats anteriorment.

Esquema WAO

Fig. 1. Esquema simplificat de la WAO. Font: Mohammad Hosseini
El procés WAO té conegudes capacitats per trencar compostos orgànics, fent-los més simples i per tant més biodegradables. En termes generals, aquest procés té lloc a altes temperatures de reacció (470-590 K) i altes pressions (20-200 bar) per mitjà del radical hidroxil, una espècie altament oxidant i reactiva. Per exemple, els temps de residència de la fase líquida en un reactor de triple fase estarien entre 15 i 120 minuts, i entre un 75 i un 90% en la fase d’eliminació de DQO. Amb aquesta tècnica, els contaminants orgànics dissolts a l’aigua són parcialment degradats per mitjà d’agents oxidants en intermediaris biodegradables o en compostos orgànics innocus com CO2, H2O i sals inorgàniques que es mantenen a la fase aquosa.
Contrastat amb altres tractaments tèrmics, la WAO no produeix subproductes perillosos com NOx, SO2, HCl, dioxines, furans, cendres, etc…Un dels principals desavantatges és la incapacitat per aconseguir una mineralització completa d’alguns compostos orgànics de baix pes molecular -especialment acètic, propiònic, metanol i acetaldehid-. És per aquesta raó que el procés WAO es considera un pretractament d’aigües residuals molt carregades abans de que siguin evacuades a una EDAR convencional. A més, la WAO pot ser extremadament cara quan l’objectiu és degradar tot compost orgànic passant-lo a CO2.

Per tal de reduir costos i augmentar l’eficàcia es va introduir l’ús del catalitzador. Comparat amb la WAO, l’oxidació catalítica per aire humit (CWAO), té menys requeriments energètics. Degut a la presència de catalitzador, s’obtenen taxes d’oxidació força més elevades, i amb això no cal que les condicions de reacció siguin tan dures (P i T tan elevades). Amb aquesta tècnica els compostos orgànics s’oxiden fins a compostos innocus com CO2 i H2O.
Depenent del tipus i quantitat de compostos orgànics dissolts en l’aigua residual es pot dissenyar el tractament per a reduir la concentració a nivells acceptables o per destruir-los definitivament.

Una alternativa per completar el tractament per mitjà de l’oxidació química podria ser l’ús d’un tractament químic i biològic integrat. És a dir, que l’etapa d’oxidació química degradi allò no biodegradable/recalcitrant i més dur, convertint complexes molècules no biodegradables a molècules simples biodegradables que ja podrien ser tractades per oxidació biològica. Aquest acoblament abaratiria costos, ja que no caldria arribar a taxes de degradació tan elevades amb la tècnica WAO.

En conclusió la WAO és una tecnologia prometedora per l’eliminació de contaminants orgànics recalcitrants a les aigües residuals, com per exemple hidrocarburs de cadena llarga. El punt clau és convertir els compostos orgànics complexos en simples per fer possible un posterior tractament biològic molt més econòmic, ja que l’oxidació complerta és extremadament cara.

Mauro R Rey

Bibliografia

Jaidev Prasad, James Tardio, HaritJani, Suresh K. Bhargava, Deepak B. Akolekar, Stephen C. Grocott. 2007. Wet peroxide oxidation and catalytic wet oxidation of strippedsour water produced during oil shale refining. Journal of hazardous materials.

JanezLevec, AlbinPintar. 2007. Catalytic wet-air oxidation processes: A review. Catalysis today.

JavierRivas. 2006. Polycyclic aromatic hydrocarbons sorbed on soils: A short review of
chemical oxidation based treatments. Journal of hazardous materials.

Kiyokazu Okawa, Kazuyoshi Suzuki, Toshihiro Takeshita, Katsuyuki Nakanoa. 2005 Degradation of chemical substances using wetperoxide oxidation under mild conditions. Journal of hazardous materials.

Yong Sun, Yaobin Zhang, XieQuan. 2008. Treatment of petroleum refinery wastewater by microwave-assistedcatalytic wet air oxidation under low temperature and low pressure. Separation and Purification Technology.

C. Zerva, Z. Peschos, S.G. Poulopoulos, C.J. Philippopoulos. 2003. Treatment of industrial oily wastewatersby wet oxidation. Journal of hazardous materials.

Published by Mauro Rodriguez Rey

Deixa un comentari