oxidacion quimica - · pdf fileoxidacion quimica ... pozos “sparges” deben...
TRANSCRIPT
OXIDACIONQUIMICA Ladescomposicióndecontaminantesyladestruccióninsitupuedeserrealizadautilizandolastecnologíasdeoxidaciónquímica.
Encontrasteconotrasaccionescorrectivaslareduccióndecontaminantessepuedeverenpocotiempo(porejemplo,semanasomeses).
OXIDACIONQUIMICA Contactoconlasuperficiedeloscontaminantesorgánicos,químicosoxidantespuedensercapacesdelaconversióndelamasadeloscontaminantes(ej:petróleo)endióxidodecarbonoyagua.
Sibienmuchosdelosquímicosoxidantessehanutilizadoenlasaguasresidualesentratamientodurantedécadas,sólorecientementesehanutilizadoparaeltratamientoin‐situdelasaguassubterráneasyelsuelocontaminados.
OXIDACIONQUIMICA
OXIDACIONQUIMICA Lastecnologíasdeoxidaciónquímicaseutilizanprincipalmenteparahacerfrenteacontaminantesenlafuenteyenlazonasaturadafranjacapilar.
Tratamientosimultáneodelazonasaturadaynosaturadanormalmenteexigelaintegracióndelaoxidaciónquímicaconotrastecnologíascorrectivas(porejemplo,laextraccióndevaporesdelsuelo).
Laextraccióndevaporesdelsuelo,queseutilizaparatratarlazonanosaturada,seincluyecomouncomponentedelaoxidacióndesolucionesderecuperación,inclusosinohaynecesidaddetrataralossuelosnosaturadosenlazonadelafuente.
OXIDACIONQUIMICAIN‐SITU
OXIDACIONQUIMICA Cuidadosaevaluacióndeloscontaminantesexistentesenellugarsenecesitaantesdeseleccionarunatecnologíadeoxidaciónquímica.
Contaminantes(porejemplo,elbenceno)quesonconfrecuenciaencontradosenlugaresdeescapesdelosUST’snopuedenserfácilmenteoxidadoquímicamenteinsitulautilizacióndealgunosquímicosoxidantes(porejemplo,permanganato).
OXIDACIONQUIMICA Lacomprensióndelascondicioneshidrogeológicasdellugaresimportantecuandoseconsideranlastecnologíasdeoxidaciónquímica,porqueestascondicionessuelendeterminarlamedidaenquelosoxidantesquímicospuedenentrarencontactoconelcontaminante.
Químicosoxidantespuedennosercapacesdepenetrarenbajapermeabilidadensuelos(homogéneosoheterogéneos)quecontienenlamayorpartedecontaminantes.
OXIDACIONQUIMICA Porejemplo,laFentonReagantnopuedeseridealenlasaguassubterráneasconaltasconcentracionesdecarbonatos.
ElcarbonatoenionesescreadoporlosradicaleshidroxilodeFentonReagantyreaccionanantesdequetenganlaoportunidaddereaccionarconloscontaminantes.
Porelcontrario,lapresenciadecarbonatodemineralesenlamatrizgeológicaengeneralhacreadoefectospositivossobrelaoxidaciondelpermanganato.
OXIDACIONQUIMICA Muchastécnicasdeoxidaciónquímicatambiénproducenresiduousdeoxígenodisueltoqueseutilizapormicroorganismosaerobiosparadegradarloscontaminantes.
Además,estastecnologíastambiénpuedenoxidarreducidoaceptoresdeelectrones(porejemplo,elnitrógenodenitratos,sulfurosdesulfato),queluegosonutilizadosporlosmicroorganismosanaerobiosparadegradarloscontaminantes.
OXIDACIONQUIMICA Variosoxidantesquímicossehanutilizadopararemediarlugarescontaminados.
Losmásutilizadosymáseficacesson: Peróxidodehidrógeno/Fenton'sreactivo Ozono Permanganatodesodioodepotasio
OXIDACIONQUIMICA PeróxidodehidrógenoyreactivodeFenton Peróxidodehidrógenoesunoxidantefuertequepuedeserinyectadoparadestruirloscontaminantes.
Cuandoseinyectaalasaguassubterráneas,reaccionaconloscontaminantesorgánicosymaterialesdelsubsuelo.
Sedescomponeaoxígenoyaguaalaspocashorasdesuintroducciónenlasaguassubterráneasygeneradecalorenelproceso.
Elperóxidoestípicamenteenviadoallugarderemediacionenformalíquidaendosisdelasconcentracionesquevandesdeelcincoporcientoa50porcientoenpeso.
OXIDACIONQUIMICA Elperóxidodehidrógenoesespecialmenteeficazcuando
reaccionaconelhierro(Fe+2)paraproducirelreactivodeFenton.
Hierropuedeestarnaturalmentepresentesenlossuelosylasaguassubterráneas,opuedeserañadidocomouncatalizadorsolución
Elperóxidodehidrógenoenpresenciadehierro(Fe+2)reaccionaparaformarradicaleshidroxilo(OH),elhierroférrico(Fe3)ylosioneshidroxilo(OH).
Losiones(OH)sonmuypotentesoxidantesyenparticularyreaccionanconcompuestosorgánicos.
Losradicaleshidroxilorompenloslazosdehidrocarburosdepetróleotalescomobenceno,tolueno,etilbencenoyxileno,asícomoloshidrocarburosaromáticos(HAP)ymetil‐terbutiléter(MTBE),unaditivodelagasolinacomún.
OXIDACIONQUIMICA ElperóxidodehidrógenoycatalizadordesolucionesparaelreactivodeFentonsueleañadirsealazonadetratamientopormediodeinyecciónenunoomáspozosdeinyección.
Enlainyecciónporpresión,elairecomprimidoseutilizaparaesparcirelcatalizadordehierroferrosoenrelativamentegrandesvolúmenesdesolucióndeperóxidoenelsueloylasaguassubterráneascontaminadasenuncortoperíododetiempo.(porejemplo,días)
OXIDACIONQUIMICA Fenton‐creareaccionesexotérmicasypuedeelevarlatemperaturadelasaguassubterráneas,producirvaporygenerarpresionesdurantelaaplicación.
Cuandolaspresionessonelevadas,puedellevaracondicionesyreaccionesexplosivas.
Presentapreocupacionesdesaludyseguridadquedebensergestionadosconrapidezyeficacia.
Lamigracióndevaporesexplosivosalolargodelasvíaspreferencialespuedenrepresentarunpeligrodeexplosión.
OXIDACIONQUIMICA UnbeneficioadicionaldeperóxidodehidrógenoydelreactivodeFentoneselaumentotemporaldelosnivelesdeoxígenoenlosalrededoresdelazonadetratamiento.
Elaumentodelosnivelesdeoxígenoenlaperiferiadelazonadetratamientopuedemejorarlaformanaturaldondeseproducenlosprocesosdebiodegradaciónaeróbicadecontaminantes.
MuchosestudioshandemostradoquelatierranopuedeserfácilmenteesterilizadaporreactivodeFenton,yquelaspoblacionesmicrobianasconrapidezrebotantraseltratamientodeoxidaciónquímica.
OXIDACIONQUIMICA Permanganato Permanganatoseestáconvirtiendoenunproductoquímicooxidantequepuedeserusadoparadestruircompuestosorgánicosenelsueloylasaguassubterráneas.
Esteoxidanteesmásdébilqueelperóxidodehidrógeno.
Suincapacidadparaoxidarelbencenopuedeprovocarprontaeliminacióndepermanganatocomocandidataoalaoxidaciónenlatecnologíaparalugaresparalimpiezadehidrocarburosdepetróleo(gasolina).
OXIDACIONQUIMICA Sinembargo,elpermanganatotienevariasventajassobreotrosoxidantes.
OxidaorgánicosenunampliorangodepH. Reaccionaduranteunperíodoprolongadoenelsubsueloquepermiteeloxidanteimpregnardemaneramáseficazelsueloencontactoconloscontaminantesabsorbidos.
Nosueleproducircalor,vaporynilosvaporesperjudicialesalasaludyseguridad.
OXIDACIONQUIMICA Permanganatopuedeseraplicadoacualquieradeloslugarescomoelpermanganatodepotasio(KMnO4)oelpemanganatodesodio(NaMnO4).
Cuandodominamáselcostodeingeniería,elpermanganatodepotasioeselproductoquímicopreferidoporqueesmásaccesible,menoscostoso,yestádisponibleenformasólido,loquefacilitasutransporteymanipulación.
Encasodequeotrosfactoresseanlosmásimportantes,laformalíquidadepermangantodesodioespreferible.
OXIDACIONQUIMICA Aligualqueconotrastecnologíasdeoxidaciónquímica,eléxitodelautilizacióndelpermanganatosebasaengranmedidadesucapacidadparaentrarencontactoconloscontaminantesdellugar.
Elmecanismodebesercapazdedispersareloxidanteentodalazonadetratamiento.Paralograresto,puedeserelpermanganatoentregadoenformalíquidaosólidaenformacontinuaocíclicaaplicaciónutilizandosondasdeinyección,lafracturadelsuelo,lamezcla,re‐circulaciónotratamientodeaguassubterráneascercanas.
OXIDACIONQUIMICA Disueltoelpermanganatosehaentregadoalainyecciónore‐circulacióndelospozosenconcentracionesquevandesde100a40.000miligramosporlitro(mg/L).
Sueloscontaminadossehanoxidadoatravésdelainyeccióndemezclaodefracturamientohidráulicoutilizandosolucionesconcentradasdepermanganatoquevandesde5.000a40.000mg/Loal50porciento.
OXIDACIONQUIMICA Ozono Ozono(O3)esunfuerteoxidanteconunpotencialdeoxidacióncercade1‐2vecesmayorqueelperóxidodehidrógeno.
Puedeserutilizadoparadestruircontaminacióninsitu. Ozono,ungas,segeneraenellugarmedianteunsistemadefiltraciónpormembranayesinyectadoatravésdelsubsueloutilizandopozosdeinyecciono“sparges”.
Debidoalaaltareactividaddelozonoylosradicaleslibres,elozonodebesergeneradocercadelazonadetratamiento,
Pozos“sparges”debenespaciarseestrechamenteenlazonaderecuperación.
OXIDACIONQUIMICA Elozonotambiénpuedeserinyectadoenelsubsueloenunafasedisuelta.
Sertransferidoalafasedisueltaenellugarporspargingupgradientaguaconelozono.
Aguasubterráneaqueseextrae“upgradient”delazonaatratarpuedesermodificadaconelozono,yvolverare‐inyectarseenelsubsuelodondesetransportalafasedisueltaozonoyoxígenoalareacontaminada.
Máscomúnmente,gasesdeozonoseinyectadirectamenteenlasaguassubterráneascontaminadas
OXIDACIONQUIMICA Normalmente,elairequecontienehastacincoporcientodelozonoseinyectaenformaestratégicainstaladoslospozos“sparges”.
Ozonoluegosedisuelveenelaguasubterránea,reaccionaconsubsueloorgánico,sedescomponey,enúltimainstanciaaoxígeno.
Ozonopuedeoxidardirecmenteatravésdelaformacióndefuertesradicaleshidroxilo(OH)oxidantesconunpotencialdeoxidaciónqueesdeaproximadamente1‐4vecesladeozono.
EscapazdeoxidarcontaminantescomoelBTEX,losHAP,ydeMTBE.
OXIDACIONQUIMICA Elozonotambiéneseficazenelsuministrodeoxígenoparamejorarenelsubsuelolabiorremediacióndelaszonasafectadas.
Elozonoes10vecesmássolubleenaguaqueeloxígenopuro,enconsecuencia,lasaguassubterráneassoncadavezmássaturadasdeoxígenodisuelto.
Enlainestabilidaddelamoléculadeozonosedescomponeenmoléculasdeoxígeno.
Cercadelamitaddelozonodisueltoenelsubsuelodegradaaloxígenodentrodeaproximadamente20minutos.
Ladisolucióndeoxígenopuedeserutilizadoporlasbacteriasaerobicasindígenasquedegradanhidrocarburosdepetroleo.
OXIDACIONQUIMICA PEROZONE™ OxidacióndeozonoPerozoneTMSistemadeMicrobubble,
trabajandocicloconelpulsodeC‐Sparger®potenterecubiertomicroburbujasatravésdelsueloylasaguassubterráneas,reduciendodrásticamenteeltiempoycostodeanticuadosmétodosdelimpieza.
�OzonoyPerozoneTMdescomponenenoxígenobeneficioso. Formaciónradicaloxhidriloaumentalacapacidadoxidativadel
C‐Sparger® Seextiendeacontaminantescomoloshidrocarburos
aromáticospolicíclicos,PCB,plaguicidas. Utilizalasolucióndeperóxidodehidrógenodepulsoenla
formación
OXIDACIONQUIMICA �PEROZONE
In‐situdestruccióndeloscomponentesespecíficos Rápidadisminucióndecontaminantesmasaylaconcentraciónen
sueloyagua Sepuedenverresultadosimpresionantesensemanas Contaminantessondestruidosenlugardetransferidodesdeunafasea
otra. Reacciónlimpia‐ningunaformaciónsubproductopeligrosos MicroporosalaminarSpargepoints®crearmicroburbujasde
recubrimiento“hydroperoxide”encapsuladoaire/ozonoMicrobubbletamañoymediosdeintroducciónenelintersticialespaciosdelaformacióngarantizamáximacontactoconcontaminantesmicroburbujasactuarparaextraercompuestosorgánicosvolátilesdelasaguassubterráneas
OXIDACIONQUIMICA CapadeozonooxidaciónMICROBUBBLESYSTEMS+*
Elprocesoozonosparging(C‐Sparge™)empleanano‐aMicro‐tamañoburbujasdeaireencapsuladoozono,creadoporobligarlamezcladeaire/ozonoatravésdeSpargepoints®ensuelooenlasaguassubterráneas.
Elprocesodeoxidacióndeozonopuedemejorarseaúnmásporrecubrimientolasburbujasdeaire/ozonoconunlíquidooxidante(Perozone™).
Lasmicroburbujassonimpulsadasatravésdelsueloyaguassubterráneas,produciendolimpiezarápida.
Despuésdelareaccióninicial,ozonoyPerozone™ambossedescomponenaoxígenobeneficioso. C‐Sparge™(microbubbleozono)
O3+2H++2e‐—>O2+2H2O Perozone™(recubiertosdeperóxidodeozono)
Ò3+H2O2—>2OH∙+ó2
OXIDACIONQUIMICA Oxidaciónquímicapuedecausaralgunostóxicosoaltamentemóvilesproductossecundarios.
Asegúresedequelosanálisisdelosposiblesproductossecundariosseincluyenencualquier
OXIDACIONQUIMICA Preguntas………………………
MuchasGracias.