El proceso de oxidación avanzada empleado ayuda a obtener una degradación parcial o total de contaminantes orgánicos persistentes, dando lugar a una disminución de la toxicidad del efluente
Los procesos de refino del crudo de petróleo requieren elevados volúmenes de agua que deben ser gestionados adecuadamente. La calidad posterior de estas aguas dependerá directamente del proceso de tratamiento del petróleo y del tipo de crudo utilizado para la obtención de la diferente gama de productos obtenidos: combustibles, productos intermedios, plásticos, entre otros.
Actualmente, se buscan tecnologías que puedan aplicarse a determinados efluentes de refinería antes de ser llevados a la planta de depuración. El tratamiento propuesto por el equipo de investigación del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la URJC, en colaboración con Repsol Technology Lab, puede ser una alternativa a la gestión que se realiza actualmente en refinería. La tecnología desarrollada, en el marco de un proyecto de Doctorado Industrial de la Comunidad de Madrid, consiste en incrementar la biodegradabilidad de corrientes de aguas residuales con elevada toxicidad generadas en operaciones de refino y petroquímica.
En particular, el equipo de investigación ha propuesto un proceso de oxidación avanzada tipo Fenton, que ayuda a obtener una degradación parcial o total de contaminantes orgánicos persistentes, dando lugar a una disminución de la toxicidad del efluente. Los resultados, publicados en la revista científica Journal of Environmental Chemical Engineering, muestran una eliminación casi completa del furfural -utilizado habitualmente en la extracción de hidrocarburos- hacia compuestos más biodegradables a una temperatura moderada, así como una concentración de oxidante baja. “Estamos explorando y optimizando tecnologías de oxidación para alcanzar condiciones de operación que degraden contaminantes orgánicos de elevada toxicidad, transformándolos en productos biodegradables, y con una demanda de energía y de productos químicos mínima, para lograr una alternativa de tratamiento en refinería sostenible y de reducido impacto ambiental”, explican los investigadores.
La tecnología empleada por los investigadores es un proceso de oxidación avanzada, que permite la oxidación de contaminantes orgánicos en compuestos más sencillos de degradar y de menor toxicidad para poder ser tratados posteriormente en el tratamiento biológico convencional de las depuradoras de aguas residuales de la refinería. El sistema Fenton se trata de un proceso de oxidación avanzada, es decir, “procesos de tratamiento de aguas empleando peróxido de hidrógeno y sales de hierro en condiciones de presión y temperatura no muy superiores a las ambientales que permiten la producción de radicales hidroxilo, agentes altamente oxidantes en cantidades suficientes para purificar el agua”.
La importancia de los Procesos de Oxidación Avanzada radica en que su aplicación puede destruir completamente los contaminantes orgánicos, no concentrándolos ni transfiriéndolos al medio ambiente, siendo una tecnología limpia y segura.
Estudio de las condiciones de operación
Las aguas residuales provenientes de refinería y con alto contenido de furfural han sido tratadas mediante un proceso Fenton convencional. Durante los ensayos, se ha estudiado la influencia de la temperatura, el peróxido de hidrógeno inicial y la concentración de catalizador de hierro. “Hemos observado que condiciones de operación que promueven una elevada generación de radicales hidroxilo han conducido a la formación de compuestos poliméricos que no son biodegradables, y que impiden la purificación del agua”, señalan los investigadores de la URJC. Por el contrario, en condiciones de operación menos intensivas en cuanto a la generación de radicales hidroxilo o con una corriente de furfural más diluida, el equipo de investigación observó que se podía alcanzar la eliminación de este compuesto industrial sin la polimerización del mismo.
La investigación llevada a cabo demuestra que el proceso Fenton puede ser utilizado para el tratamiento in situ de corrientes de aguas residuales que contienen furfural a compuestos más biodegradables, teniendo en cuenta que las condiciones de operación (temperatura, concentración de peróxido de hidrógeno y carga de catalizador) deben controlarse y optimizarse para evitar la formación de otros compuestos no biodegradables.
Referencia bibliográfica:
C. González, M.I. Pariente, R. Molina, M.O. Masa, L.G. Espina, J.A. Melero, F. Martínez, Study of highly furfural-containing refinery wastewater streams using a conventional homogeneous Fenton process, Journal of Environmental Chemical Engineering, Volume 9, Issue 1, 2021, 104894, ISSN 2213-3437, https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104894
