Development of a novel catalytic membrane reactor: application in wastewater treatment

Abstract

Los procesos de oxidación químicos son una herramienta universal para el tratamiento de aguas subterráneas, efluentes industriales y aguas residuales. Una de estas técnicas se basa en la generación de radicales hidroxilos (•OH), y se le conoce con el nombre de proceso de oxidación avanzada (AOP). Aunque dicho proceso es considerado una poderosa herramienta para la degradación de contaminantes, este enfrenta varias limitación prácticas especialmente en función del sistema seleccionado para la generación de los •OH. El objetivo de este trabajo fue proponer y poner a prueba una estrategia novedosa con el fin de ampliar la aplicabilidad de la oxidación avazanda, integrando al sistema el uso de reactores de membrana catalítica (CMR). Los esfuerzos fueron enfocados en la aplicación de los CMRs para la oxidación de un compuesto orgánico modelo (fenol), utilizando peróxido de hidrogeno generado in situ como fuente de •OH. Las características de los CMRs permiten la síntesis directa de H2O2.

Chemical oxidation processes are the most universal tool for treatment of contaminated groundwater, industrial effluents and wastewater. Oxidation at mild conditions and based on the generation of highly reactive hydroxyl radicals (•OH) is referred to as advanced oxidation process (AOP). Even though this technique is considered as powerful regarding contaminant degradation, it faces several practical limitations in a large scale due to the cost of the system selected for •OH generation. The aim was to propose and test a novel strategy in order to extend the applicability of AOP, whereby the integration of catalytic membrane reactors (CMRs) plays a key role. The efforts were focused on the application of the CMRs for direct oxidation of a model organic compound by the in-situ generated hydrogen peroxide. The inherent properties of the CMRs permit the direct synthesis of hydrogen peroxide starting from H2 and O2 using noble metal as an active phase.