¿Cómo se comporta el ánodo de titanio y óxido de rutenio en las aguas residuales de papel de oxidación electroquímica?

¿Cómo se comporta el ánodo de titanio y óxido de rutenio en las aguas residuales de papel de oxidación electroquímica?

Las aguas residuales de la industria papelera presentan un problema de contaminación ambiental debido a que la gran cantidad de agua utilizada en el proceso da como resultado grandes cantidades de aguas residuales con una alta carga orgánica. Una variedad de estudios han examinado tratamientos basados en procesos biológicos (aeróbicos, anaeróbicos, algas) o enfoques fisicoquímicos (coagulación-floculación, olonización, fotocatálisis, electroquímica).

La oxidación electroquímica de la materia orgánica ha proporcionado resultados favorables en el tratamiento de aguas residuales de diferentes industrias. En la industria del papel, este proceso se ha aplicado utilizando grafito, ánodos de plomo o electrodos de tipo ánodo dimensionalmente estables (DSA). Estos materiales de electrodos pueden reducir la DQO, el color y los polifenoles de las aguas residuales de la industria papelera. La eficacia del proceso de oxidación electroquímica aplicado a la materia orgánica depende esencialmente de la actividad electrocatalítica del material del electrodo que constituye el ánodo; Por lo tanto, la selección adecuada del ánodo puede aumentar la eliminación de materia orgánica con alta eficiencia.

Teniendo en cuenta la importancia de la composición del ánodo en el proceso de oxidación electroquímica, los científicos compararon la eficacia de los procesos de oxidación en el tratamiento de aguas residuales de la industria papelera utilizando dos tipos de ánodos dimensionalmente estables con composiciones basadas en óxido de Ru u óxidos de Ru-Ir-Co apoyados en Ti. Estos electrodos se representaron como electrodo 1 (E1), para Ti/RuO2, y electrodo 2 (E2), para Ti/RuIrCo. La eficacia de los ánodos en la eliminación de materia orgánica de las aguas residuales de la industria papelera reveló que el RuO2 mostraba propiedades electrocatalíticas únicas en presencia de Ir y compañía. La efectividad del tratamiento electroquímico de aguas residuales utilizando ambos ánodos se evaluó midiendo la remoción de DQO, color y polifenoles, y mediante espectroscopía UV-Vis.

La oxidación electroquímica de las aguas residuales de la industria papelera se estudió utilizando los ánodos dimensionalmente estables Ti/RuO2 y Ti/RuIrCo. Ambos ánodos redujeron el contenido de DQO, el color y el contenido de polifenoles; sin embargo, la capacidad de eliminación dependía del material del electrodo, la presencia de NaCl como electrolito de soporte y el tiempo de electrólisis. En ausencia de NaCl, el ánodo de Ti/RuO2 proporcionó las mayores reducciones en DQO, color y polifenoles. Los valores máximos de remoción de DQO fueron del 55% en el ánodo de Ti/RuO2 y del 36% en el ánodo de Ti/RuIrCo. El proceso de oxidación electroquímica parecía ocurrir a través de un mecanismo que estaba directamente limitado por la reacción de evolución del oxígeno, que ocurría simultáneamente en el electrodo. En presencia de NaCl, ambos ánodos proporcionaron una mayor eliminación de DQO, color y polifenoles en tiempos de electrólisis relativamente cortos. En este caso, el ánodo Ti/RuIrCo tuvo el mejor desempeño en la eliminación de DQO (80%). En estas condiciones, el proceso de oxidación electroquímica parecía ocurrir a través de ambos mecanismos (directo e indirecto); sin embargo, el mecanismo indirecto fue favorecido por el ánodo Ti/RuIrCo sobre el Ti/RuO2, lo que podría explicar el hecho de que se produjera una mayor eliminación de DQO en presencia del ánodo Ti/RuIrCo.