DESINFECCIÓN DE AGUA CON PROCESOS FOTOCATALÍTICOS: ESTADO DEL ARTE Y PERSPECTIVAS
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Universidad Industrial de Santander
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Description
The deterioration of the quality of surface water sources and the lack of disinfection have a high impact on infant mortality in developing countries. The implementation of photocatalysis for the purpose of disinfection dates from the last decades of the twentieth century, is mostly used the titanium dioxide (TiO2) as anatase, which is a semiconductor that excite with ultraviolet light produces chemical species highly reactive that may inactivate microorganisms to degrade organic matter and even his mineralization. Part of the basic research has been devoted to elucidating the microbicides mechanisms of this technology that are related to structural changes, disruption of metabolic processes and damage to genetic material. In vitro studies employing E. Coli as a model to a lesser extent of other microorganisms, work on simple matrix has identified major interference in reducing bacterial as the role of certain ions and organic matter present. The photo-catalytic reactor design requires to add an optical component for the use of radiation and the use of a suspended catalyst or immobilized in addition to the parameters used in the design of conventional chemical reactors. The reactor called compound parabolic collectors have shown the best performance. The experiences in pilot plants are very recent but promising and seek to optimize operating conditions, using new catalysts or their blends, improving the use of radiation and reducing costs in order to maximize efficiencies and to assess the sustainability of this technology.
El deterioro de la calidad de las fuentes superficiales de agua y la carencia de desinfección ejercen un alto impacto en la mortalidad infantil en los países en vía de desarrollo. La aplicación de fotocatálisis con fines de desinfección se remonta a las últimas décadas del siglo XX, se emplea principalmente dióxido de titanio (TiO2) en su forma anatasa, el cual es un semiconductor que al excitarse con luz cercana a la ultravioleta genera especies químicas altamente reactivas que pueden inactivar microorganismos y degradar materia orgánica incluso hasta su mineralización. Parte de la investigación básica se ha dedicado a elucidar los mecanismos microbicidas de esta tecnología que se relacionan con alteraciones estructurales, interrupción de procesos metabólicos y daño al material genético. Los estudios in vitro emplean a E. coli como modelo y en menor medida a otros microorganismos, el trabajo sobre matrices sencillas ha permitido identificar las principales interferencias en la reducción bacteriana como el papel de ciertos iones y de la materia orgánica presente. El diseño de reactores fotocatalíticos requiere incluir un componente óptico para el aprovechamiento de la radiación y el uso de un catalizador suspendido o inmovilizado además de los parámetros empleados en el diseño de reactores químicos convencionales. Los reactores denominados colectores parabólicos compuestos han mostrado el mejor desempeño. Las experiencias en plantas piloto son muy recientes pero promisorias y buscan optimizar las condiciones de operación, empleando nuevos catalizadores o sus mezclas, mejorando el aprovechamiento de la radiación y reduciendo los costos con el fin de optimizar las eficiencias y de evaluar la sostenibilidad de esta tecnología.
El deterioro de la calidad de las fuentes superficiales de agua y la carencia de desinfección ejercen un alto impacto en la mortalidad infantil en los países en vía de desarrollo. La aplicación de fotocatálisis con fines de desinfección se remonta a las últimas décadas del siglo XX, se emplea principalmente dióxido de titanio (TiO2) en su forma anatasa, el cual es un semiconductor que al excitarse con luz cercana a la ultravioleta genera especies químicas altamente reactivas que pueden inactivar microorganismos y degradar materia orgánica incluso hasta su mineralización. Parte de la investigación básica se ha dedicado a elucidar los mecanismos microbicidas de esta tecnología que se relacionan con alteraciones estructurales, interrupción de procesos metabólicos y daño al material genético. Los estudios in vitro emplean a E. coli como modelo y en menor medida a otros microorganismos, el trabajo sobre matrices sencillas ha permitido identificar las principales interferencias en la reducción bacteriana como el papel de ciertos iones y de la materia orgánica presente. El diseño de reactores fotocatalíticos requiere incluir un componente óptico para el aprovechamiento de la radiación y el uso de un catalizador suspendido o inmovilizado además de los parámetros empleados en el diseño de reactores químicos convencionales. Los reactores denominados colectores parabólicos compuestos han mostrado el mejor desempeño. Las experiencias en plantas piloto son muy recientes pero promisorias y buscan optimizar las condiciones de operación, empleando nuevos catalizadores o sus mezclas, mejorando el aprovechamiento de la radiación y reduciendo los costos con el fin de optimizar las eficiencias y de evaluar la sostenibilidad de esta tecnología.
Keywords
Disinfection, Photocatalysis, TiO2, E. Coli Collector Compound Parabolic, Desinfección, Fotocatálisis, TiO2, E. coli, Colector Parabólico Compuesto (CPC).