Reducción de nitratos en agua residual con materiales catalíticos estructurados

Abstract

Existen diferentes métodos de tratamiento para la eliminación de cantidades excesivas de iones nitrato del agua que pueden clasificarse en: procesos catalíticos, físico-químicos, biológicos, etc., algunos de estos procesos ya se han probado en la reducción de nitratos de los suministros de agua, pero han resultado inviables por su elevado costo o lentitud en el proceso, como son: el intercambio iónico, la desnitrificación biológica y por ósmosis inversa o electrodiálisis. El presente trabajo se ha propuesto estudiar un sistema alternativo de reacción consistente en una membrana catalítica que actúa como interface entre la solución acuosa que contiene el contaminante líquido (nitratos) y un agente reductor en fase gas (hidrógeno). Este sistema tiene varias ventajas: en membranas porosas se incrementa el contacto entre la fase liquida donde se encuentra presente el ion nitrato y el hidrogeno en fase gas favoreciendo el contacto dentro de los poros, donde se encuentran nanopartículas del catalizador, además se ve favoreciendo la desorción de productos a la fase gaseosa y se evita el inconveniente de arrastre del sólido catalítico (no generando un residuo). Con el reactor de membrana estaríamos ante una alternativa tecnológica limpia, eficiente, competitiva en costos y rendimientos, dentro del amplio espectro de tratamientos de aguas residuales existentes. Como fase catalítica activa, se propone el uso de nanopartículas bimetálicos a base de Sn y Pd, los cuales se depositarán sobre un soporte poroso comercial de gama-alúmina con geometría tubular para conformar la membrana catalítica que se emplea en un reactor de membrana tipo contactor inter-facial, con el fin de conseguir la eliminación de los iones nitrato de aguas contaminadas, mediante la hidrogenación de los iones nitrato. Las pruebas de eliminación se realizarán en reactor convencional y un reactor de membrana tipo contactor interfacial para comparar las dos diferentes configuraciones de sistemas de reacción.