Análisis de la sobresaturación de oxidante en una reacción fotocatalítica de mineralización de ácido dicloroacético asistida con radiación solar Analysis of oxidant supersaturation in a photocatalytic reaction of dichloroacetic acid mineralization assisted with solar radiation

Resumen

Se evaluó el efecto de la transferencia de masa de oxígeno del aire en la degradación de ácido dicloroacético, utilizando como catalizador dióxido de titanio P25 (TiO2-P25) en suspensión, evaluado a diferentes concentraciones iniciales de sobresaturación de oxígeno logradas mediante sistema de burbujeo, en un reactor Placa Plana a escala piloto, utilizando radiación solar natural como fuente de activación. Se estructuró un modelo matemático que describió el comportamiento tanto cinético como de la degradación-mineralización del contaminante, además de la inclusión de la transferencia de masa desde el aire a la reacción fotocatalítica usando correlaciones generalizadas adimensionales de Sherwood, Reynolds y Schmidt y se analizó su influencia en el desempeño global del proceso. El modelado del campo radiante del reactor siguió el enfoque SFM-HG para calcular la velocidad volumétrica de absorción de fotones. Se estructuró un algoritmo robusto para el cálculo de la cinética y la predicción del TOC del contaminante en solución. Se encontró que para este sistema el suministro estequiométrico para la reacción de oxidación avanzada no es suficiente y se presenta agotamiento, generando degradaciones lentas y de baja mineralización. La inclusión de burbujeadores de aire permitió la sobresaturación de oxígeno promoviendo el exceso de este componente e induciendo al aumento de la degradación del contaminante, alcanzando hasta 82% de mineralización con 16% de exceso, para la misma cantidad de radiación solar incidente acumulada. El modelo matemático propuesto junto con el algoritmo de solución resultó ser de alta efectividad y capacidad predictiva con errores por debajo del 2% en comparación a los datos experimentales disponibles.