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dc.rights.licensehttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0es_MX
dc.contributorJOSE LUIS NAVA MONTES DE OCAes_MX
dc.creatorMARIA FERNANDA MURRIETA CHAGOLLANes_MX
dc.date.accessioned2022-05-03T15:54:09Z-
dc.date.available2022-05-03T15:54:09Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttp://repositorio.ugto.mx/handle/20.500.12059/6077-
dc.description.abstractLa crisis de agua que se tiene actualmente a nivel mundial ha llevado a la búsqueda de soluciones que contribuyan a disminuir su contaminación. Actualmente existe una amplia variedad de contaminantes orgánicos persistentes (COPs) detectados en el ambiente, dentro de los que se encuentran los compuestos farmacéuticos. Estos compuestos son considerados como contaminantes emergentes ya que actualmente no se tiene una regulación que limite su eliminación, resultando una fuente de contaminación difícil de prevenir. En este sentido, es importante el desarrollo de tecnologías que permitan su eliminación teniendo como principal objetivo disminuir los efectos negativos que estos pueden ocasionar. Una alternativa prometedora para la eliminación de esta clase de contaminantes son los procesos electroquímicos de oxidación avanzada (PEOAs), cuya capacidad de eliminación de COPs ha sido ampliamente estudiada, mostrando buenos resultados. Este trabajo trata sobre el estudio de un proceso Tipo Fenton donde el peróxido de hidrógeno (H2O2) de la reacción de Fenton convencional es sustituido por ácido hipocloroso (HClO) para la generación de radicales hidroxilo (•OH) en el seno de la solución. Este proceso se empleó para el tratamiento de dos antibióticos, Sulfametoxazol (SMX) y Norfloxacino (NFX). Previo a los ensayos de degradación se planteó el modelo para la acumulación de HClO resolviendo las ecuaciones de transporte de masa acopladas a las ecuaciones de potencial y corriente. Los resultados obtenidos de las simulaciones se validaron con datos experimentales obtenidos de pruebas de acumulación de HClO en una planta de flujo equipada con un reactor FM01-LC acoplado a un tanque de recirculación, en estas pruebas se utilizó un ánodo de óxidos metálicos Ti|Ir-Sn-Ru, un cátodo de acero inoxidable y se colocó un promotor de turbulencia en el espacio entre electrodos. De la solución del modelo planteado fue posible obtener la distribución de concentración a lo largo del canal, correspondiente a la concentración en el seno de la solución, además, se obtuvo la distribución de la concentración en las zonas cercanas al electrodo de trabajo. De este análisis se observaron gradientes de concentración más significativos en dirección al ánodo, donde la especie electroactiva es consumida por la reacción electroquímica. Asimismo, se obtuvo la influencia de la reacción secundaria de evolución de oxígeno en las eficiencias de corriente, mostrando que un 75% de la corriente es atribuido a dicha reacción. Los mejores resultados en términos de acumulación de HClO y eficiencias de corriente se obtuvieron para una concentración inicial de 35 mM Cl-, una densidad de corriente de 20 mA cm-2, obteniendo valores de 12.2 mM HClO y una eficiencia del 23%. La degradación del SMX se llevó a cabo mediante el proceso tipo electro-Fenton empleando una lámpara UVA. Las pruebas fueron realizadas para el tratamiento de 3 L de una solución de concentración 0.208 mM NFX (25 mg L-1 COT), empleando dos medios de composición 35 mM NaCl + 25 mM Na2SO4 y 15 mM NaCl + 45 mM Na2SO4, a pH 3, a un flujo de 180 L h-1 . En estos estudios se evaluó la influencia de la densidad de corriente y la concentración de catalizador, obteniendo una máxima eliminación de COT del 59% a j = 15 mA cm-2 y 0.4 mM Fe2+ y una concentración de 15 mM NaCl. Por otro lado, se llevó a cabo la degradación del compuesto NFX mediante el proceso tipo electro-Fenton haciendo uso de la luz solar como fuente de radiación UVA. Los ensayos se realizaron empleando un medio de composición 15 mM NaCl + 45 mM Na2SO4, evaluando la influencia de la densidad de corriente, la concentración de catalizador y la concentración inicial de NFX. Asimismo, se realizaron estudios comparativos de degradación mediante los procesos oxidación anódica (OA-HClO), electro-Fenton (EFHClO) y fotoelectro-Fenton (FEF-HClO). Por último, se llevó a cabo la degradación del NFX empleando agua residual real proveniente de un tratamiento secundario. Una mayor eliminación se obtuvo a una densidad de corriente de 15 mA cm-2 y 0.4 mM Fe2+ alcanzando una remoción de COT de 46% con una eficiencia de corriente del 34%.es_MX
dc.language.isospaes_MX
dc.publisherUniversidad de Guanajuatoes_MX
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesses_MX
dc.subject.classificationCGU- Doctorado en Ciencia y Tecnología del Aguaes_MX
dc.titleEstudio del proceso tipo electro-Fenton en presencia de ácido hipocloroso generado electrocatalíticamente y Fe(II) durante la incineración de compuestos farmacéuticos en soluciones acuosases_MX
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesises_MX
dc.creator.idinfo:eu-repo/dai/mx/cvu/786726es_MX
dc.subject.ctiinfo:eu-repo/classification/cti/7es_MX
dc.subject.ctiinfo:eu-repo/classification/cti/33es_MX
dc.subject.ctiinfo:eu-repo/classification/cti/3308es_MX
dc.subject.keywordsProceso Electro-Fentones_MX
dc.subject.keywordsPEOAs (Procesos Electroquímicos de Oxidación Avanzada)es_MX
dc.subject.keywordsCOPs (Contaminantes Orgánicos Persistentes)es_MX
dc.subject.keywordsCompuestos farmacéuticos – Eliminaciónes_MX
dc.subject.keywordsEliminación de residuoses_MX
dc.subject.keywordsElectro-Fenton Processes_MX
dc.subject.keywordsEAOPs (Electrochemical Advanced Oxidation Processes)es_MX
dc.subject.keywordsPOPs (Persistent Organic Pollutants)es_MX
dc.subject.keywordsPharmaceutical compounds – Disposales_MX
dc.subject.keywordsWaste disposales_MX
dc.contributor.idinfo:eu-repo/dai/mx/cvu/121800es_MX
dc.contributor.roledirectores_MX
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersiones_MX
dc.description.abstractEnglishIn recent years, the presence of persistent organic pollutants (POPs) in natural water sources has received more attention. Owing to their applications in human beings and animals, pharmaceutical compounds are one of the main pollutants that have been detected in the environment. Currently, there is no regulation that limits their elimination into the environment then these compounds are considered as emerging pollutants. In this context, in order to reduce the negative effects that these can cause, it is important to develop technologies that allow their elimination. Electrochemical advanced oxidation processes (EAOPs) have been showed their ability to remove efficiently these kinds of pollutants. This work deals the study of a Fenton like process by using hypochlorous acid (HClO) and Fe(II) catalyst to yield hydroxyl radicals (•OH) generation. This process was used for the treatment of two antibiotics, Sulfametoxazole (SMX) and Norfloxacin (NFX). Prior to the degradation experiments, a model for the HClO accumulation was developed by solving the mass transport equations coupled to potential and current distribution. The theoretical results were validated with experimental results. The HClO accumulation trials carried out in a flow plant equipped with a FM01-LC using an oxides Ti|Ir-Sn-Ru anode and stainless steel cathode with a turbulence promotor placed in the gap between electrodes. The model allowed to obtain the bulk concentration along the fluid channel and the concentration distribution near to the working electrode. From this analysis it was possible to observe that concentration gradients were more noticeable toward the anode where the electrochemical reaction occur. On the other hand, the influence of the secondary oxygen evolution reaction (OER) was evaluated, showing that this reaction consumes 75% of the total current applied. The best results for HClO accumulation were achieved by using 35 mM Clinitial concentration and a current density of 20 mA cm-2, reaching a concentration of 12.2 mM HClO and 23% current efficiency. Sulfametoxazole (SMX) degradation was carried out by the Fenton like process using a UVA lamp. All trials were performed for the treatment of 0.208 mM SMX solution (25 mg L-1) in two supporting electrolyte composition, 15 mM NaCl + 45 mM Na2SO4 and 15mM NaCl + 45 mM Na2SO4, pH 3 and 180 L h-1. The influence of the current density applied, and the catalyst concentration were evaluated, the highest total organic carbon (TOC) elimination was achieved in 15 mM NaCl, at 15 mA cm-2 and 0.4 mM Fe2+, reaching 59% of COT removed. Finally, the Norfloxacin (NFX) degradation was carried out by Fenton like process replacing the UVA lamp using the sun light as a UVA radiation source. These trials were carried out in a 15 mM NaCl + 45 mM Na2SO4 medium, in this study the influence of current density, catalyst concentration and initial NFX concentration were evaluated. In addition, comparative degradation studies were made by anodic oxidation (AO-HClO), electro-Fenton (EF-HClO), photoelectro-Fenton (PEF-HClO) and solar photoelectro-Fenton (PEF-HClO). Lastly, the degradation process by SPEF-HClO was carried out using sewage water as medium. The best results were obtained by applying 15 mA cm-2 and 0.4 mM Fe2+ reaching 46% of COT removal and 35% of current efficiency.en
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