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Descomposición simultánea de dimetil ftalato, fluoreno y etilbenceno en un sistema trifásico por ozonación

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dc.contributor.author Dueñas Moreno, Jaime
dc.date.accessioned 2022-04-13T15:49:57Z
dc.date.available 2022-04-13T15:49:57Z
dc.date.created 2020-12-10
dc.date.issued 2022-04-12
dc.identifier.citation Dueñas Moreno, Jaime. (2020). Descomposición simultánea de dimetil ftalato, fluoreno y etilbenceno en un sistema trifásico por ozonación. (Doctorado en Ciencias en Ingeniería Química). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, México. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/30300
dc.description Tesis (Doctorado en Ciencias en Ingeniería Química), Instituto Politécnico Nacional, SEPI, ESIQIE, 2020, 1 archivo PDF, (142 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract RESUMEN: En la presente investigación se estudió la degradación simultánea del dimetil ftalato (DMF), el fluoreno (FL) y el etilbenceno (ETB), en fase líquida, sólida (arena calcinada (AC) y suelos agrícola calcinado (SC)) y gaseosa por ozonación. La distribución de los contaminantes en las fases sólidas estuvo en correspondencia con los estados de agregación de cada uno de ellos: DMF - líquido viscoso, FL - sólido en forma de cristales y ETB - líquido volátil. Previo a este estudio, se realizaron experimentos para conocer el comportamiento de la eliminación de estos contaminantes en forma individual, teniendo en cuenta: • Fase de contaminación. • Características fisicoquímicas de las matrices sólidas empleadas. • Distribución de los contaminantes (DMF y FL) en las matrices sólidas. En la fase líquida, se obtuvo una degradación total del DMF inicial (100 mg L-1) a los 40 min de ozonación. El aumento del pH inicial de la solución de 5.6 a 9.0, provocó una variación del porcentaje de degradación del 15% en los primeros 5 min de tratamiento, debido a la formación de radicales hidroxilos. Pasado este tiempo, las dinámicas de degradación del contaminante fueron similares, alcanzándose un 35% de mineralización parcial. La fase de contaminación (líquida o sólida), el estado de agregación de los contaminantes y su distribución en las fases sólidas, ejercieron efectos significativos en las dinámicas de degradación del DMF y el FL. Contrario al comportamiento del DMF en la fase líquida, en la fase sólida se obtuvo un 89% y 100% de eliminación del contaminante en la AC y el SC respectivamente en 8 hr de tratamiento con ozono. La degradación del DMF en la AC fue descrita por la presencia de los regímenes cinético y difusión, a diferencia del SC que fue el régimen cinético, influenciado por la distribución del contaminante en la AC y el SC. Para el FL, se obtuvo el 100% de su eliminación a los 30 min de tratamiento en el SC y 180 min en la AC y la AC + α-FeOOH. La presencia de óxidos metálicos en el SC, incrementó los porcentajes de mineralización del DMF y el FL hasta un 70.8% y 78.3%, respectivamente. Los resultados obtenidos de la degradación del ETB en el sistema trifásico simultáneamente, demostraron la posibilidad de emplear el ozono residual para la eliminación de contaminantes en más de una fase. En este sistema, a los 20 min de ozonación, se logró el 96% de la descomposición del contaminante. La eliminación de este compuesto comenzó en la fase líquida, alcanzándose un 29% de la concentración inicial, debido a los procesos simultáneos de liberación y descomposición. La mayor eliminación del ETB (67%), se obtuvo en las fases sólida y gaseosa, lo que demuestra un mayor aprovechamiento del ozono residual, minimizándose su cantidad en la salida del reactor. Las dinámicas de descomposición del DMF, el FL y el ETB por el ozono en los sistemas simultáneos e independiente siguen las mismas tendencias, con velocidades de descomposición en los sistemas independientes ligeramente superior a los sistemas simultáneos (2.2 veces), debido al mayor consumo del DMF y el ETB en la fase líquida y la presencia de humedad en la fase sólida y gaseosa. Los productos intermedios y finales de la ozonación (ácidos de cadena corta), son menos tóxicos que los compuestos iniciales, lo que se confirmó por las pruebas de toxicidad de cultivo de semillas de lechuga, obteniéndose un incremento del porcentaje de germinación del 62.5% al 100% y de la elongación de la planta con el tiempo de ozonación. ABSTRACT: In this investigation, the simultaneous degradation of the dimethyl phthalate (DMP), fluorene (FL) and ethylbenzene (ETB), in the liquid, solid phase (calcined sand (AC) and calcined agricultural soils (SC)) and gaseous by ozone was studied. The distribution of the contaminants on the solid phases were in correspondence with the aggregation state of each of them: DMF - viscous liquid, FL - solid with crystals form and ETB - volatile liquid. Prior to this study, the experiments with a single compound were carried out to know the behavior of the elimination of these, considering that: • The contamination phases. • The physicochemical characteristics of solids matrices . • The contaminant distribution (DMP and FL) in the solid matrices. In the liquid phase, the total degradation of the initial DMP (100 mg L-1) was obtained after 40 min of ozonation. The increase of the initial pH of the solution from 5.6 to 9.0, caused a variation on the degradation percentage of the 15% in the first 5 min of treatment, due to the formation of hydroxyl radicals. After this time, the degradation dynamics of the pollutant were similar. The process achieves 35% of partial mineralization. The contamination phase (liquid or solid), the aggregation state of the contaminants and their distribution on the solid phases, had a significant effect on the degradation dynamics of the DMP and FL. In the solid phase was achieved an 89% and 100% of the DMP elimination CS and AS in 8 hr of treatment with the ozone, respectively. The presence of two regimens (kinetic and diffusion) in the DMP decomposition of the CS was observed. The SC only showed the kinetic regime (influenced by the distribution of the contaminant in the CS and SC). The total FL decomposition was obtained after 30 min of treatment in the AS and 180 min in the CS and the CS + α-FeOOH. The presence of metal oxides in the AS increased the mineralization percentages of the DMP and FL to 70.8% and 78.3% respectively. The results obtained in the ETB degradation in the three - phase system simultaneously, demonstrated the possibility of use the residual ozone to the contaminants elimination in more than one phase. In this system after 20 min was achieved 96% of the ETB decomposition by ozone, moreover, the greatest elimination of this contaminant (67%) was obtained in the solid and gaseous phases. The ETB elimination from the liquid phase attains a 29% of the initial concentration due to the simultaneous processes of its stripping and decomposition. The elimination of the DMP, FL and ETB in the three – phase system by ozone simultaneously showed that the decomposition dynamics of these compounds follow the same trends as in the systems with a single compound. The decomposition rate is slightly affected in the first minutes of treatment, due to the higher ozone consumption among the contaminants present in each phase. The presence of moisture in the system (solid and gaseous phase) caused an increase of the decomposition rate of the contaminants that required longer treatment times for their decomposition. The intermediate and final products of ozonation (short chain acids) are less toxic than the initial compounds, which was confirmed by the toxicity tests of lettuce seeds, obtaining an increase of the germination percentage (up to 100 %) and elongation of the plant with ozonation time. es
dc.language.iso es es
dc.subject Eliminación de contaminantes es
dc.subject Dinámica de descomposición de contaminantes es
dc.subject Ozonación es
dc.title Descomposición simultánea de dimetil ftalato, fluoreno y etilbenceno en un sistema trifásico por ozonación es
dc.contributor.advisor Timoshina Lukianova, Tatiana
dc.contributor.advisor Rodríguez Santillán, Julia Liliana
dc.programa.academico Doctorado en Ciencias en Ingeniería Química es


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