Mejora del crecimiento de flóculos mediante la modificación oxidativa y reductiva de la estructura de la materia...

Área de la Ciencia:

• Química Ambiental; Tecnologías de Tratamiento de Agua; Ciencia Coloidal y de Superficies

Sus antecedentes:

• La coagulación es vital para el tratamiento de agua potable, pero se ve obstaculizada por la materia orgánica natural (NOM) y los micropollutantes. Los métodos convencionales a menudo pasan por alto cómo las características de la NOM influyen en la formación de flóculos. Faltan estudios sistemáticos sobre cómo el preacondicionamiento químico afecta los grupos funcionales de la NOM y la dinámica de los flóculos.

Objetivo del estudio:

• Evaluar comparativamente los pretratamientos con hipoclorito, peróxido de hidrógeno y borohidruro de sodio para la modificación de la NOM. Investigar el impacto de estos pretratamientos en la dinámica de crecimiento de flóculos durante la coagulación. Establecer mecanismos a nivel molecular que rigen las interacciones NOM-coagulante y la formación de flóculos.

Principales métodos:

• Evaluación comparativa de hipoclorito (NaClO), peróxido de hidrógeno (H₂O₂) y borohidruro de sodio (NaBH₄) como pretratamientos químicos. Análisis de la modificación de la NOM, incluido el peso molecular, la hidrofilicidad y los cambios en los grupos funcionales (por ejemplo, hidroxilo, carboxilo). Medición y evaluación del tamaño de los flóculos y la dinámica de crecimiento en diferentes condiciones de pretratamiento.

Principales resultados:

• El NaClO mejoró el tamaño de los flóculos (hasta un 44%) al aumentar la hidrofilicidad de la NOM y hidroxilar la NOM aromática. El H₂O₂ demostró un efecto bifásico, mejorando el tamaño de los flóculos a dosis bajas pero disminuyéndolo a dosis altas debido a la formación de grupos carboxilo. El NaBH₄ promovió el crecimiento de flóculos al reducir los grupos carbonilo a hidroxilo, con una eficacia reducida a dosis altas por interferencia de borato.

Conclusiones:

• El preacondicionamiento químico altera significativamente las propiedades de la NOM, influyendo en la eficiencia de la coagulación y la formación de flóculos. La formación de grupos hidroxilo es crucial para el desarrollo mejorado de flóculos durante el tratamiento del agua. Este estudio proporciona una comprensión a nivel molecular para optimizar las estrategias de pretratamiento-coagulación basadas en la calidad específica del agua.