Enhancement of the potential biodegradability and the mineralization of a pesticides mixture after being treated by a coupled process of TiO2 -based solar photocatalysis with constructed wetlands



Document title: Enhancement of the potential biodegradability and the mineralization of a pesticides mixture after being treated by a coupled process of TiO2 -based solar photocatalysis with constructed wetlands
Journal: Ingeniería y competitividad
Database: PERIÓDICA
System number: 000421030
ISSN: 0123-3033
Authors: 1
1
2
Institutions: 1Universidad del Valle, Escuela de Ingeniería Química, Cali, Valle del Cauca. Colombia
2Universidad de Cartagena, Departamento de Ingeniería Química, Cartagena de Indias. Colombia
Year:
Volumen: 15
Number: 2
Pages: 181-190
Country: Colombia
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Aplicado, descriptivo
Spanish abstract La fotocatálisis solar homogénea es un proceso de oxidación avanzada que permite tratar de forma exitosa un gran número de contaminantes recalcitrantes, como: pesticidas, tintas industriales y compuestos farmacéuticos. No obstante, a pesar de su efectividad, los costos de aplicación de este proceso son altos cuando se trata de alcanzar la mineralización completa o de obtener un efluente amigable con el medio ambiente. Los sistemas acoplados fotocatalítico-biológicos se han convertido en una alternativa factible para tratar de forma eficiente estos contaminantes. En este trabajo, un sistema acoplado de dos reactores solares de colectores parabólicos compuestos (CPC) y humedales artificiales de flujos sub-superficial (HFSS) a escala piloto se evaluó para degradar un mezcla de pesticidas comerciales usados en el cultivo de la caña de azúcar. Para medir el desempeño del proceso para eliminar el contaminante, se estimaron el aumento de la relación DBO5 /DQO y la reducción del carbono orgánico total (COT) para cada sistema por separado y para el acople. Se consideraron tres diferentes niveles de radiación solar UV acumulada y de flujos de alimentación al HFSS en el diseño experimental. La relación DBO5/DQO aumentó de 0.15 a 0.90 y la reducción de COT (mineralización total) estuvo alrededor del 80%
English abstract Solar heterogeneous photocatalysis is an advanced oxidation technology, which allows a successful treatment of many recalcitrant and emergent pollutants, such as: pesticides, industrial dyes and pharmaceutical compounds. Nonetheless, despite its effectiveness, the costs of applying this process are high when it is necessary to achieve a complete mineralization or to obtain an environment-friendly effluent. Photocatalytic–biological coupled systems have become in a feasible alternative able to treat efficiently these pollutants. In this work, a coupled system consistent of two compound parabolic collectors (CPC) solar photoreactors and a subsurface flow constructed wetland (SFCW) at pilot-scale was tested for degrading a mixture of commercial pesticides used in sugar cane crops. For measuring the process performance, regarding to the pollutant removal, the increase of the BOD5 /COD ratio and the total organic carbon (TOC) removal were estimated for each separated system and the coupled system. Three different levels of solar UV accumulated energy and feed flow-rates to the SFCW were considered for the experimental design. The pilot-scale coupled system increased the BOD5 /COD ratio from 0.15 to 0.90, and the TOC removal (total mineralization) was around 80%
Disciplines: Ingeniería,
Biología,
Química
Keyword: Ingeniería ambiental,
Ingeniería química,
Plaguicidas,
Biodegradación,
Fotocatálisis solar,
Oxido de titanio,
Humedales artificiales,
Diuron,
Acido 2,4-diclorofenoxiacético,
Ametrina
Keyword: Environmental engineering,
Chemical engineering,
Pesticides,
Biodegradation,
Solar photocatalysis,
Titanium oxide,
Artificial wetlands,
Diuron,
2,4-dichlorophenoxyacetic acid,
Ametryn
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