Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.uptc.edu.co/handle/001/2580
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.authorHernández Laverde, Mónica Sirley-
dc.date.accessioned2019-05-10T21:05:47Z-
dc.date.available2019-05-10T21:05:47Z-
dc.date.issued2017-
dc.identifier.citationHernández Laverde, M. S. (2017). Floculación y fotocatálisis como procesos combinados en el tratamiento de aguas residuales derivadas de la producción industrial de lácteos. (Tesis de Maestría). Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja. http://repositorio.uptc.edu.co/handle/001/2580spa
dc.identifier.urihttp://repositorio.uptc.edu.co/handle/001/2580-
dc.description1 recurso en línea (115 páginas) : ilustraciones color, figuras, tablas,spa
dc.description.abstractEl vertimiento de aguas residuales provenientes de industrias procesadoras de lácteos, representa en la actualidad una problemática ambiental latente a nivel nacional, el tratamiento de la elevada carga de contaminantes orgánicos y microbiológicos que contienen estos efluentes es de gran interés ya sea para su potencial reutilización o para dar cumplimiento a lo exigido en la resolución 0631 de 2015 del Ministerio Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible “Por la cual se establecen los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales y a los sistemas de alcantarillado público y se dictan otras disposiciones”. En la presente investigación se estudiaron los métodos de floculación y fotocatálisis como alternativa en el tratamiento de estos efluentes. La floculación como tratamiento primario tiene por objeto reducir la carga inicial de sólidos suspendidos, permitiendo aumentar el paso de la luz al interior del sistema de reacción, lo cual es fundamental durante el proceso fotocatalítico posterior. La fotocatálisis, por su parte, se fundamenta en la formación de radicales hidroxilo (•OH), que permiten la oxidación de materia orgánica y tiene un efecto bactericida debido a la descomposición de la membrana externa de la célula microbiana, causada por la peroxidación de los fosfolípidos por acción de los radicales •OH. En este documento se presentan los resultados del diagnóstico inicial de las aguas residuales provenientes de 6 empresas procesadoras de lácteos ubicadas en el departamento de Boyacá, el cual permitió establecer que en promedio el 40% de los parámetros exigidos en el artículo 12 de la Resolución 0631 de 2015 se encuentran por encima de los límites máximos establecidos en dicha normatividad, así, la demanda química de oxígeno (DQO) presenta valores superiores a 4700mg/L siendo éste el parámetro con mayor grado de incumplimiento; además, se encontró una elevada carga de microrganismos patógenos en los efluentes analizados. Los resultados derivados del análisis preliminar de las aguas residuales demuestran la necesidad imperativa de aplicar un tratamiento efectivo a las aguas residuales provenientes de las industrias procesadoras de lácteos en Boyacá. En el presente trabajo de investigación se sintetizaron diferentes materiales floculantes y fotocatalizadores orientados al tratamiento de estos efluentes. Inicialmente, se sintetizó un floculante catiónico orgánico biodegradable, cuya actividad se comparó con el comportamiento de dos floculantes comerciales. Los fotocatalizadores sintetizados se basaron en dióxido de titanio modificado por procesos de fluorización y sulfatación esto a fin de mejorar las propiedades fotocatalíticas de estos sólidos. Para efectos de comparación se usó como material de referencia el TiO2 comercial. Los materiales sintetizados se sometieron a una amplia caracterización estructural, morfológica y superficial, usando diferentes técnicas de análisis. Los espectros obtenidos por Espectroscopia infrarroja con trasformada de Fourier (FTIR) permitieron determinar la presencia de grupos amino en floculantes e identificar la presencia de una poliacrilamida en los floculantes comerciales. En el caso de los fotocatalizadores, por FTIR se encontró que el TiO2 sulfatado presenta el mayor grado de hidroxilación y de igual forma fue posible encontrar bandas características de grupos sulfato. Los análisis de caracterización también permitieron determinar que las modificaciones aplicadas al TiO2 causan cambios en las propiedades fisicoquímicas de este óxido llevándolo a obtener una mayor área superficial y a presentar únicamente la fase cristalina anatasa, las propiedades ópticas también se modifican levemente después de la fluorización y sulfatación. Como se mencionó anteriormente, los materiales floculantes y fotocatalizadores se evaluaron en el tratamiento de las aguas residuales de industrias procesadoras de lácteos; inicialmente, se estudió el desempeño de 7 floculantes comerciales y de uno sintetizado en el laboratorio, a partir de ello se determinó la concentración óptima para su aplicación encontrándose que el material comercial FL31N a una concentración de 18ppm presentó la mejor efectividad, lo que se atribuye a su alta carga catiónica, lo cual favorece la neutralización de cargas en el agua residual de la industria procesadora de lácteos ayudando así en la formación del flóculo. Luego del tratamiento primario se evaluó el efecto bactericida de la luz UV sobre las muestras de agua residual, encontrándose una disminución de la carga microbiana de 80 y 99,5% de la especie E. coli usando intensidades de luz de 30 y 120 W/m2, respectivamente, de igual manera se logró una disminución de 85,6 y 99,8% en los coliformes totales y otras enterobacterias en 58,0 y 99,8% con intensidades de luz de 30 y 120 W/m2, respectivamente. A fin de potencializar el efecto de la luz UV, se evaluó la efectividad de los materiales fotocatalíticos en el tratamiento de los efluentes. La literatura indica que los procesos de fluorización y sulfatación permiten la optimización de las propiedades fotocatalíticas, sin embargo, es de conocimiento general que la efectividad global del tratamiento depende del sustrato a degradar., En la presente investigación se evaluó una matriz de muestra de alta complejidad, razón por la cual es posible que la efectividad de los materiales fluorizados y sulfatados disminuya, teniendo en cuenta la alta carga contaminante presente en estos efluentes. La mayor efectividad se encontró con el material P25 lo que se atribuye a su bajo tamaño de grano y la mejor homogeneidad de la muestra a tratar observada durante el tratamiento. Por último, se evaluó la combinación de los tratamientos Floculación-Fotocatálisis a intensidades de 30 y 120 W/m2 donde se evidenció el mejoramiento de los resultados comparados con los obtenidos en los tratamientos por separado, se logró mejorar la efectividad promedio en 5,2% comparado con la fotocatálisis, se estudió también el efecto de aumentar la concentración del fotocatalizador y el tiempo de reacción hasta 10 horas donde se evidenció la formación de nuevas especies de compuestos orgánicos, los cuales son más resistentes al tratamiento, se evaluó el reciclo del fotocatalizador evidenciando la pérdida potencial de actividad. Finalmente, al usar el floculante comercial FL31N a concentración de 18ppm, 1 g/L de P25 como fotocatalizador, 5 horas de tratamiento e intensidad de luz de 30 y 120 W/m2 se logró reducir la DBO5, grasas y aceites, sólidos suspendidos totales y solidos sedimentables, dureza cálcica y total, sulfatos, turbiedad y color en las muestras tratadas cumpliendo los límites exigidos en la resolución 0631 de 2015 del Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible. El único parámetro que se redujo pero no alcanzó los límites establecidos en la normatividad fue la DQO. En cuanto a la carga microbiológica se consiguió la eliminación total de la bacteria E. coli y reducción del 99,99% de coliformes totales y otras enterobacterias. Estos resultados demuestran el aporte del trabajo realizado en el tratamiento de los efluentes de industrias procesadoras de lácteos y su potencial reutilización. A continuación se explican detalladamente cada uno de los resultados obtenidos a lo largo de la investigación.spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombiaspa
dc.rightsCopyright (c) 2017 Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombiaspa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/spa
dc.titleFloculación y fotocatálisis como procesos combinados en el tratamiento de aguas residuales derivadas de la producción industrial de lácteosspa
dc.typeTrabajo de grado - Maestríaspa
dcterms.bibliographicCitationEncuesta Anual Manufacturera -EAM- Históricos [online]. Disponible en: www.dane.gov.co/index.php/estadisticas-por-tema/industria/encuesta-anual-manufacturera-enam/eam-historicos.spa
dcterms.bibliographicCitationV. Brião and C. Granhen, “Effuent generation by the dairy industry: preventive attitudes and opportunities.”, Brazilian J. Chem. Eng., vol. 24, no. 4, pp. 487–497, 2007.spa
dcterms.bibliographicCitationT. Britz and Y. Hung, “Treatment of Dairy Processing Wastewaters”, Taylor & Francis Group, LLC, 2006.spa
dcterms.bibliographicCitationE. Valencia Denicia and M. L. Ramírez Castillo, ‘La industria de la leche contaminación del agua’, Elem. Cienc. y Cult., vol. 16, pp. 27–31, 2009.spa
dcterms.bibliographicCitationA. Tikariha and O. Sahu, “Study of Characteristics and Treatments of Dairy Industry Waste Water”, J. Appl. Environ. Microbiol., vol. 2, no. 1, pp. 16–22, 2014.spa
dcterms.bibliographicCitationF. Omil and J. M. Garrido, “Anaerobic filter reactor performance for the treatment of complex dairy wastewater at industrial scale”, Water Res., vol. 37, pp. 4099–4108, 2003.spa
dcterms.bibliographicCitationM. Lizarazo, Martha I. Orjuela “Sistemas De Plantas De Tratamiento De Aguas Residuales En Colombia”, Monografia de especialización. Facultad de Medicina, Especialización en Administración en Salud Pública. Universidad Nacional de Colombia, 2013.spa
dcterms.bibliographicCitation‘Clouster de derivados lácteos de Boyacá. [online]. Disponible en: www.redcloustercolombia.com/clusters-en-colombia/iniciativa/spa
dcterms.bibliographicCitationA. Ibhadon and P. Fitzpatrick, “Heterogeneous Photocatalysis: Recent Advances and Applications”, Catalysts, vol 3, pp. 189–218, 2013.spa
dcterms.bibliographicCitationS. Malato, P. Fernández-Ibáñez, M. I. Maldonado, J. Blanco, and W. Gernjak, ‘Decontamination and disinfection of water by solar photocatalysis : Recent overview and trends’, Catal. Today, vol. 147, pp. 1–59, 2009spa
dcterms.bibliographicCitationM. García, O. Varga y colaboradores , Estudio nacional del agua.. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM. Bogotá, D. C., 2015.spa
dcterms.bibliographicCitationY. Andía., Evaluación de plantas y desarrollo tecnologico. Tratamiento de agua: coagulación y floculación, SEDAPAL. Lima. 2000.spa
dcterms.bibliographicCitationR. Ramalho, Tratamiento de aguas residuales, Segunda ed. Editorial Reverté S.A., 1983.spa
dcterms.bibliographicCitationY. Lorenzo, ‘Estado del Arte del tratamiento de aguas por coagulacion-floculacion’, Inst. Cuba. Investig. los Deriv. la caña azúcar, vol. 40, pp. 10–17, 2006spa
dcterms.bibliographicCitationM. & E. Incorporated, Ingeniería de Aguas Residuales: tratamiento, vertido y reutilizacion, 3rd ed. McGraw-Hill, 1998spa
dcterms.bibliographicCitationM. I. Castellar and J. C. Osorio, “Estado del arte de la fotocatalisis solar como tecnica para la remocion de efluentes quimicos provenientes de laboratorios”, Trabajo fin de carrera. Programa ingenieria quimica. Universidad De San Buenaventura, 2012.spa
dcterms.bibliographicCitationO. Legrini, E. Oliveros, A. Braun.‘Photochemical Processes for Water Treatment’, Chem. Rev., vol. 93, no. 2, pp. 671–698, 1993.spa
dcterms.bibliographicCitationX. Domènech, W. F. Jardim, and M. I. Litter, “Procesos avanzados de oxidación para la eliminación de contaminantes”, in Eliminación de Contaminantes por Fotocatálisis Heterogénea, 2001, pp. 3–26.spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Pey., “Aplicación de procesos de oxidación avanzada (Fotocatálisis Solar) Para tratamiento y reutilizacion de efluentes textiles.”, Tesis doctoral, Ingenieria textil y papelera Universidad Politecnica De Valencia,Valencia, 2008.spa
dcterms.bibliographicCitationW. Glaze, “Drinking-water treatment with ozone”, Env. Sci. Technol, vol. 21, no. 3, pp. 224–230, 1987spa
dcterms.bibliographicCitationS. Braslavsky, “Glossary of terms used in photochemistry, 3rd edition”, Pure Appl. Chem., vol. 79, no. 3, pp. 293–465, 2007spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Blanco, S. Malato, C. Estrada, E. Bandala, S. Gelover y T. Leal, “ Purificación de aguas por fotocatálisis heterogénea: Estado del arte.”, in Eliminación de contaminantes por Fotocatálisis heterogenea., Ed. Miguel A. Blesa.CYTED, Ed. La Plata. Argentina., 2001, pp. 51–76.spa
dcterms.bibliographicCitationS. Parra, “Coupling of photocatalytic and biological processes as a contribution to the detoxification of water: catalytic and technological aspects.”, Tesis doctoral , École Polytechnique Fédérale De Lausanne, Lausanne, 2001.spa
dcterms.bibliographicCitationI. Arslan et al., “Heterogeneous photocatalytic treatment of simulated dyehouse effluents using novel TiO2 –photocatalysts”, Appl. Catal. B Environ. 26, vol. 26, pp. 193–206, 2000spa
dcterms.bibliographicCitationA. Mills and S. Lee, “A web-based overview of semiconductor photochemistry-based current commercial applications”, J. Photochem. Photobiol. A Chem., vol. 152, pp. 233–247, 2002.spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Murcia, E. Ávila-martínez, H. Rojas, J. Navío, and M. Hidalgo, “Study of the E . coli elimination from urban wastewater over photocatalysts based on metallized TiO2”, Applied Catal. B, Environ., vol. 200, pp. 469–476, 2017.spa
dcterms.bibliographicCitationK. Mcguigan, R. Conroy, H. Mosler, E. Ubomba-jaswa, and P. Fernandez-iba, “Solar water disinfection ( SODIS ): A review from bench-top to roof-top”, J. Hazard. Mater., vol. 236, pp. 29–46, 2012.spa
dcterms.bibliographicCitationT. Matsunaga, R. Tomoda, T. Nakajima, and H. Wake, “Photoelectrochemical sterilization of microbial cells by semiconductor powders”, FEMS Microbiol. Lett., vol. 29, no. 1, pp. 211–214, 1985.spa
dcterms.bibliographicCitationS. Helila, M. Polo-López, P. Fernández-Ibáñez, B. Ohtani, F. Amano, S. Malato, and C. Guillard,“Solar photocatalysis : A green technology for E . coli contaminated water disinfection . Effect of concentration and different types of suspended catalyst”, Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry , vol. 276, pp. 31–40, 2013spa
dcterms.bibliographicCitationP. Rincon, S. Giraldo, C. Pulgarin. “Desinfección de agua por fotocatálisis. Aspectos básicos”, in solar safe water, Editorial UNSAM, San Martín, Buenos Aires, 2005, pp. 203–226spa
dcterms.bibliographicCitationA. Sclafani, L. Palmisano, and M. Schiavello, ‘Influence of the Preparation Methods of TiO2 , on the Photocatalytic Degradation of Phenol in Aqueous Dispersion’, J. Phys. Chem., vol. 94, pp. 829–832, 1990.spa
dcterms.bibliographicCitationO. Carp, C. L. Huisman, and A. Reller, “Photoinduced reactivity of titanium dioxide”, Prog. Solid State Chem., vol. 32, pp. 33–177, 2004.spa
dcterms.bibliographicCitationL. Hench and J. West, “The Sol-Gel Process”, Chem. Rev., vol. 90, pp. 33–72, 1990.spa
dcterms.bibliographicCitationS. In, A. Orlov, R. Berg, F. García, S. Pedrosa-Jimenez, M. Tikhov, D. Wright, and R. Lambert, “Effective Visible Light-Activated B-Doped and B , N-Codoped TiO2 Photocatalysts”, J. Am. Chem. Soc., pp. 13790–13791, 2007.spa
dcterms.bibliographicCitationH. Park, Y. Park, W. Kim, and W. Choi, “Surface modification of TiO2 photocatalyst for environmental applications”, Journal Photochem. Photobiol. C Photochem. Rev., vol. 15, pp. 1–20, 2013.spa
dcterms.bibliographicCitationM. Hidalgo, J. Murcia, J. Navío, and G. Colón, “Photodeposition of gold on titanium dioxide for photocatalytic phenol oxidation”, Applied Catal. A, Gen., vol. 397, no. 1–2, pp. 112–120, 2011.spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Yu, Q. Xiang, J. Ran, and S. Mann, “One-step hydrothermal fabrication and photocatalytic activity of surface-fluorinated TiO2 hollow microspheres and tabular anatase single micro-crystals with high-energy facets”, CrystEngComm, pp. 872–879, 2010.spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Murcia, M. Hidalgo, J. . Navío, J. Araña, and J. Doña-Rodríguez, “Study of the phenol photocatalytic degradation over TiO2 modified by sulfation, fluorination, and platinum nanoparticles photodeposition”, Appl. Catal. B Environ., vol. 179, pp. 305–312, 2015.spa
dcterms.bibliographicCitationD. Muggli and L. Ding, “Photocatalytic performance of sulfated TiO2 and Degussa P-25 TiO2 during oxidation of organics”, Appl. Catal. B Environ., vol. 32, pp. 181–194, 2001spa
dcterms.bibliographicCitationM. Hidalgo, M. Maicu, A. Navío, and G. Colón, ‘Effect of Sulfate Pretreatment on Gold-Modified TiO2 for Photocatalytic Applications’, pp. 12840–12847, 2009.spa
dcterms.bibliographicCitationM. Maicu, M. C. Hidalgo, G. Colón, and J. A. Navío, “Comparative study of the photodeposition of Pt , Au and Pd on pre-sulphated TiO2 for the photocatalytic decomposition of phenol”, Journal Photochem. Photobiol. A Chem., vol. 217, no. 2–3, pp. 275–283, 2011spa
dcterms.bibliographicCitationG. Colón, M. Hidalgo, G. Munuera, and I. Ferino, “Structural and surface approach to the enhanced photocatalytic activity of sulfated TiO2 photocatalyst”, Appl. Catal. B Environ., vol. 63, pp. 45–59, 2006.spa
dcterms.bibliographicCitationM. Maicu, “Estudio de la actividad fotocatalítica de sistemas basados en TiO2 , sulfatado y no sulfatado, y modificado con Pt, Au y Pd.”, Tesis doctoral, Instituto de ciencias de materiales de Sevilla, Sevilla, 2010.spa
dcterms.bibliographicCitationA. Jaramillo y A. Areiza . Análisis del Mercado de la Leche y Derivados Lácteos en Colombia (2008 – 2012). Superintendencia de industria y comercio. [online]. Disponible en: www.sic.gov.co/drupal/recursos_user/documentos/promocion_competencia/Estudio’, 2012.spa
dcterms.bibliographicCitationEl sector lechero aporta cerca de $18 billones al PIB colombiano [online]. Disponible en:www.rcnradio.com/economia/sector-lechero-aporta-cerca-18-billones-al-pib-colombiano /.spa
dcterms.bibliographicCitationM. Aider, D. De Halleux, and I. Melnikova, “Skim acidic milk whey cryoconcentration and assessment of its functional properties : Impact of processing conditions”, Innov. Food Sci. Emerg. Technol., vol. 10, no. 3, pp. 334–341, 2009.spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Kushwaha et. al, “An Overview of Various Technologies for the Treatment of Dairy Wastewaters An Overview of Various Technologies”, Food Sci. Nutr., pp. 37–41, 2011spa
dcterms.bibliographicCitationR. Andreozzi, V. Caprio, A. Insola, and R. Marotta, “Advanced oxidation processes ( AOP ) for water purification and recovery”, Catal. Today, vol. 53, pp. 51–59, 1999.spa
dcterms.bibliographicCitationF. Garces and G. Peñuela, “Cinética de degradación y mineralización del colorante Naranja Reactivo 84 en aguas”, Rev. Selasallista, vol. 2, no. 2, pp. 21–25, 2005.spa
dcterms.bibliographicCitationL. Garcés, E. Mejía, J. Santamaría, “La fotocatálisis como alternativa para el tratamiento de aguas residuales”, Rev. Lasallista Investig., vol. 1, no. 1, pp. 83–92, 2003spa
dcterms.bibliographicCitationE. Gil, “Fotocatálisis: una alternativa viable para la eliminación de compuestos orgánicos”, Rev. Univ. EAFIT, vol. Número 127, pp. 59–64, 2002spa
dcterms.bibliographicCitationC. Chen, P. Lei, and J. Zhao, “Photocatalysis by Titanium Dioxide and Polyoxometalate / TiO2 Cocatalysts . Intermediates and Mechanistic Study”, vol. 38, no. 1, pp. 329–337, 2004.spa
dcterms.bibliographicCitationA. Fujishima and K. Honda, “Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode.”, Nature, vol. 238, no. 5358, pp. 37–38, 1972spa
dcterms.bibliographicCitationCitas combinadas [online]. Disponible en: https://scholar.google.com.co/citations?user=ToiluS0AAAAJ&hl=esspa
dcterms.bibliographicCitationG. Lamas, C. Loures, A. Souza, R. Salazar, I. Oliveira, M. Silva, and H. Izário, “Heterogeneous Photocatalytic Degradation of Dairy Wastewater Using Immobilized ZnO”, ISRN Chem. Eng., vol. 2012, pp. 1–8, 2012spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Banu, S. Anandan, S. Kaliappan, Ick-Tae Yeom, “Treatment of dairy wastewater using anaerobic and solar photocatalytic methods”, Sol. Energy, vol. 82, no. 9, pp. 812–819, 2008.spa
dcterms.bibliographicCitationP. De Abreu, E. Pereira, C. Milton, and M. Campos, ‘Acta Scientiarum Photocatalytic Oxidation Process ( UV/H2O2 / ZnO ) in the treatment and sterilization of dairy wastewater’, vol. 11132, pp. 75–81, 2013.spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Arroyave-Rojas, L. Garcés-Giraldo, and A. Cruz-Castellanos, “Comparación de tecnologías de oxidación (TAO´s) para la degradación del pesticida Mertect”, Nova, vol. 9, no. 15, pp. 32–37, 2011.spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Murcia, M. Hidalgo, J. Navío, J. Araña, and J. Doña-Rodríguez, “Correlation study between photo-degradation and surface adsorption properties of phenol and methyl orange on TiO2 Vs platinum-supported TiO2”, Appl. Catal. B Environ., vol. 150–151, pp. 107–115, 2014.spa
dcterms.bibliographicCitationV. Vaiano, G. Iervolino, G. Sarno, D. Sannino, L. Rizzo, J. J. Murcia Mesa, M. C. Hidalgo, and J. a. Navío, “Simultaneous Production of CH4 and H2 from Photocatalytic Reforming of Glucose Aqueous Solution on Sulfated Pd-TiO2 Catalysts”, Oil Gas Sci. Technol. – Rev. d’IFP Energies Nouv., pp. 1–12, 2015.spa
dcterms.bibliographicCitationBase de datos Scopus [online]. Disponible en: www.scopus.com/home.urlspa
dcterms.bibliographicCitationE. Muñoz, L. Moreno, and O. Medina, “reparation of polymeric derivative from cassava starch (Manihot esculenta crantz) and its application as flocculant in waste water treatment”, Ciencia en Desarrollo vol.3 No1., pp. 25–34, 2010spa
dcterms.bibliographicCitationK. Lee and K. Choo, “Hybridization of TiO2 photocatalysis with coagulation and flocculation for 1 , 4-dioxane removal in drinking water treatment”, Chem. Eng. J., vol. 231, no. july, pp. 227–235, 2013spa
dcterms.bibliographicCitationInstructivo para toma de muestras de aguas residuales’, Ministerio de Ambiente, Vivienda y desarrollo territorial, IDEAM, 2007.spa
dcterms.bibliographicCitationMinisterio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, ‘Resolución 0631 de 2015’, Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Colombia, 2015.spa
dcterms.bibliographicCitationA. Eaton, L. Clesceri, A. Greenberg. Standard Methods for examination of wáter and wasterwater. Edición No 22 . 2014.spa
dcterms.bibliographicCitationH. Zhang and J. F. Banfield, “Understanding Polymorphic Phase Transformation Behavior during Growth of Nanocrystalline Aggregates : Insights from TiO2 ”, J. Phys. Chem., no. 120, pp. 3481–3487, 2000.spa
dcterms.bibliographicCitationS. Tandom, J. Gupta. Measurement of forbidden energy gap of semiconductors by diffuse reflectance technique. Physica Status Solidi B. 38 (1970) 363–367.spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Guarín, “Optimización de las propiedades opticas y catalítcas del TiO2 y su uso en la fotodegradación de contaminantes organicos bajo irradiacion UV-visible y visible” Trabajo de grado, Facultad de Ciencias, Programa de Quimica, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Colombia, 2015.spa
dcterms.bibliographicCitationN. González, J. Contreras, F. López-Carrasquero, A. El-Halah, C. Torres, J. Prin, J. Benítez y B. Rojas de Gáscue, “Estudio de la sisntesis y caracterización de hidrogeles semi- IPN obtenidos a partir de poliacrilamida y el biopolmero poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato)”Interciencia, vol 38, pp430-436, 2013.spa
dcterms.bibliographicCitationM. Litter, “Heterogeneous photocatalysis Transition metal ions in photocatalytic systems”, Appl. Catal. B Environ., vol. 23, pp. 89–114, 1999.spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Araña, E. T. Rendón, J. A. H. Melián, G. Colón, J. A. Nav, and J. P. Peña, “Gas-phase ethanol photocatalytic degradation study with TiO2 doped with Fe , Pd and Cu”, Journal of Molecular Catalysis A, vol. 215, pp. 153–160, 2004.spa
dcterms.bibliographicCitationI. Carrizosa and G. Munuera, “Study of the Interaction of Aliphatic Alcohols with TiO2”, J. Catal., vol. 49, pp. 174–188, 1977.spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Murcia, M. Hidalgo, J. Navio, J. Araña, and J. M. Doña-Rodriguez, “ In situ FT-IR study of the adsorption and photocatalytic oxidation of ethanol over sulfated and metallized TiO2”, Appl. Catal. B Environ., vol. 143, pp. 205–213, 2013spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Ding, J. Lin, J. Xiao, Y. Zhang, Q. Zhong, S. Zhang, L. Guo, and M. Fan, ‘Effect of Fluoride Doping for Catalytic Ozonation of Low-temperature Denitrification over Cerium-Titanium Catalysts’, J. Alloys Compd., 2016.spa
dcterms.bibliographicCitationW. El-Alami, D. Garzón Sousa, J.M. Díaz González, C. Fernández Rodríguez, O. González Díaz, J.M. Doña Rodríguez, M. El Azzouzi, J. Araña. “TiO2 and F-TiO2 photocatalytic deactivation in gas phase.”, Chem. Phys. Lett, pp 164-170, 2017.spa
dcterms.bibliographicCitationG. Colón, M. C. Hidalgo, and J. A. Nav, “Photocatalytic behaviour of sulphated TiO2 for phenol degradation”, Appl. Catal. B Environ., vol. 45, pp. 39–50, 2003.spa
dcterms.bibliographicCitationP. Connor and A. J. Mcquillan, “Phosphate Adsorption onto TiO2 from Aqueous Soutions : An in Situ Internal Reflection Infrared Spectroscopic Study”, Langmuir, vol. 4, no. 7, pp. 2916–2921, 1999.spa
dcterms.bibliographicCitationS. Kataoka, E. Lee, M. Tejedor-tejedor, and M. A. Anderson, “Photocatalytic degradation of hydrogen sulfide and in situ FT-IR analysis of reaction products on surface of TiO2”, Appl. Catal. B Environ., vol. 61, pp. 159–163, 2005.spa
dcterms.bibliographicCitationM. . Vohra, S. Kim, and W. Choi, “Effects of surface fluorination of TiO2 on the photocatalytic degradation of tetramethylammonium”, J. Photochem. Photobiol. A Chemistry, vol. 160, pp. 55–60, 2003spa
dcterms.bibliographicCitationJ. Murcia, J. Navío, and M. . Hidalgo, “Insights towards the influence of Pt features on the photocatalytic activity improvement of TiO2 by platinisation”, Applied Catal. B, Environ., vol. 126, pp. 76–85, 2012.spa
dcterms.bibliographicCitationM. Hidalgo, M. Maicu, J. Navio, and G. Colo, “Study of the synergic effect of sulphate pre-treatment and platinisation on the highly improved photocatalytic activity of TiO2”, Appl. Catal. B Environ., vol. 81, pp. 49–55, 2008.spa
dcterms.bibliographicCitationQ. Xiang, K. Lv, and J. Yu, “Pivotal role of fluorine in enhanced photocatalytic activity of anatase TiO2 nanosheets with dominant ( 0 0 1 ) facets for the photocatalytic degradation of acetone in air”, Applied Catal. B, Environ., vol. 96, no. 3–4, pp. 557–564, 2010spa
dcterms.bibliographicCitationY. Liu, J. Li, X. Qiu, and C. Burda, “Bactericidal activity of nitrogen-doped metal oxide nanocatalysts and the influence of bacterial extracellular polymeric substances (EPS)”, J. Photochem. Photobiol. A Chemistry, vol. 190, pp. 94–100, 2007.spa
dcterms.bibliographicCitationT. Yoon, M. A. Ischay, and J. Du, “Visible light photocatalysis as a greener approach to photochemical synthes”, Nat. Chem., vol. 2, no. 7, pp. 527–532, 2010.spa
dcterms.bibliographicCitationA. Rincón, C. Pulgarin, N. Adler, and P. Peringer, “Interaction between E . coli inactivation and DBP-precursors — dihydroxybenzene isomers — in the photocatalytic process of drinking-water disinfection with TiO2”, J. Photochem. Photobiol. A Chem., vol. 139, pp. 233–241, 2001.spa
dcterms.bibliographicCitationH. Chen, O. Zahraa, and M. Bouchy, “Inhibition of the adsorption and photocatalytic degradation of an organic contaminant in an aqueous suspension of TiO2 by inorganic ions”, J. Photochem. Photobiol. A Chemistry, vol. 108, pp. 37–44, 1997. [88] J. Rodriguez, U. Lugo, C. Rojas, C. Malaver, “Evalución del proceso de la coagulación para el diseño de una planta potabilizadora”, Umbral cientifico, pp8-16, 2007.spa
dc.description.notesBibliografía y webgrafía: páginas 101-108.spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.thesis.disciplineFacultad de Ciencias, Escuela de Posgrados, Maestría en Químicaspa
dc.thesis.levelMaestríaspa
dc.thesis.nameMagister en Químicaspa
dc.type.dcmi-type-vocabularyTextspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/masterThesisspa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersionspa
dc.contributor.roleMurcia Mesa, Julie Joseane (Director de tesis)spa
dc.contributor.roleRojas Sarmiento, Hugo Alfonso (Codirector de tesis)spa
dc.description.abstractenglishWastewater coming from dairy industry shedding currently represents a latent environmental problem in Colombia. The treatment applied to these effluents has been focused in the elimination of organic pollutants and microorganism, thus leading to achieve the potential recycle of these effluents and to compliance normativity expressed in the resolution 0631 of 2015 of Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible for dumping wastewater. In the present research, flocculation and photocatalysis were employed in treatment of these effluents. Flocculation, as the primary treatment, had been focused in the reduction of suspended solids, thus this increasing the passage of light to the reaction system, which is fundamental during the photocatalytic process. Photocatalysis is based on the formation of hydroxyl radicals (•OH), which allow the oxidation of organic matter and also have bactericidal effect due to the decomposition of the bacteria cell wall by peroxidation of the phospholipids, due this is mainly to the action of the •OH radicals. This document presents the results of the initial analysis of wastewater coming from 6 dairy industries located in Boyacá, Colombia. This analysis allow to determine that an average of 40% of the parameters requested in the Article 12 of resolution 0631 was over the permised range, COD (chemical oxygen demand) had values higher than 4700 mg/L, this is the parameter with the greatest non-compliance, also it was found a high load of pathogenic microorganisms, thus demonstrating the need to treat wastewater coming from the dairy industry. In the present work different flocculating materials and photocatalysts have been synthesized and employed in the treatment of these effluents. Firstly, a biodegradable organic cationic flocculant was synthesized, which was compared with two commercial flocculants. The synthesized photocatalysts were based on titanium dioxide, and they were modified by fluorination and sulfation processes, in order to improve the photocatalytic properties of solid, commercial TiO2 was used as a reference. The synthesized materials were deeply characterized by different techniques. By Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) it was possible to identify bands assigned to amine and confirm the presence of a polyacrylamide in the commercial materials. In the case of the photocatalysts, by FTIR it was found that S-TiO2 presented the highest degree of hydroxylation, also it was possible to find bands characteristic of sulfate groups. The characterization study also allowed us to observe that, the modifications applied to TiO2, lead to modify the physical chemical properties of this oxide leading to obtain highest surface area and to obtain only the crystalline phase Anatase, also the optical properties were slightly modified after fluorination or sulfation. The effectiveness of the flocculants and photocatalytic materials was evaluated in the treatment of wastewater coming dairy industries. Firstly, 7 commercial flocculants and the lab prepared flocculant were evaluated and it was determined optimum concentration for its application, the best effectiveness was achieved by using the commercial material called FL31N at 18ppm. This behavior can be explained taking into account the high cationic charge of this material, which that favors the neutralization of charges in the wastewater, leading to improve the formation of the floccule. After primary treatment, it were evaluated the effects of the light intensity in the photolysis reaction for the treatment of effluents coming from dairy industry, the bactericidal effect of light was evidenced in these tests which were carried out at 30 W/m2. In these tests it was possible the reduction of 80% of E. coli load, 85.6% of coliforms total and 58.0% of other enterobacteriaceae were also eliminated. A similar behavior was observed in the photocatalytic tests carried out at 120 W/m2. Different studies reported in the literature have indicated that fluorination and sulfation allow to optimize the photocatalytic properties, however, it is well known that the effectiveness of the treatment depends on the substrate to be degraded. In the present research it was evaluated a highly complex sample matrix for that reason it is possible that the effectiveness of fluorinated and sulfated materials in the treatment of these samples decrease. The highest effectiveness was achieved by using P25 as photocatalysts, it can be explained by the low grain size and the best homogeneity with the sample to be degraded. Finally, the combination of Flocculation-Photocatalysis treatments was evaluated at intensities of 30 and 120 W/m2. In these analyzes were obtained the best results compared whit the use of the individual treatments. It was found that the average effectiveness was increased in 5.2% compared to photocatalysis. In this work also analyze the effect of increasing the photocatalyst concentration and the reaction time up to 10 hours. From these tests it was evidenced the formation of new species of organic compounds which have demonstrated to be more resistant to the treatment, also in the recycle of the photocatalyst was observed loss of activity in each use. The reduction of BOD5, fats and oils, total suspended solids and sediments solids, calcium hardness and total hardness, sulfates, turbidity and color was achieved using the commercial material FL31N at 18ppm as flocculant, 5 hours of photocatalytic treatment by using 30 and 120 W/m2 of light intensity and 1 g/L of P25 as photocatalyst, the samples thus treated are under the maximum limits indicated in the resolution 0631 of 2015 of Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible.On the other hand, the COD was also reduced, however, it was not possible to obtain suitable results according with the Colombian normative. Total elimination of E. coli and reduction of 99.99% of total coliforms and other enterobacteriaceae were achieved. This demonstrates the contribution of this research in the treatment of effluents coming from dairy industries and its potential reuse. This document explains in detail the results obtained throughout the research.spa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercialspa
dc.subject.armarcTratamiento de aguas residuales-
dc.subject.armarcCalidad del agua-
dc.subject.armarcCalidad del agua - Control-
dc.subject.armarcFloculación-
dc.subject.armarcTratamiento de residuos-
dc.subject.armarcMaestría en Química - Tesis y disertaciones académicas-
Appears in Collections:AHG. Trabajos de Grado y Tesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
TGT_1200.pdfArchivo principal3.9 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open
A_MSHL.pdf
  Restricted Access
Autorización publicación703.98 kBAdobe PDFView/Open Request a copy


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons