Uso del proceso de peroxidación electroquímica con nanopartículas de hierro cero-valente (nZVI) para la remoción de selenio

Abstract

El selenio es un elemento considerado tóxico, pues a dosis sobre los 400 ug/día puede llevar a enfermedades como la selenosis, carcinomas y edemas pulmonares. La concentración máxima de selenio permitida en residuos líquidos que se descargan en cuerpos de agua con protección litoral en Chile es de 0,01 mg/L. A pesar de que la normativa vigente es estricta, han existido eventos en los cuales las concentraciones de selenio en RILes de ENAP Refinería Aconcagua descargados al mar han superado la norma, por lo que la remoción de este elemento es un desafío actual en la industria. En este trabajo se presentan los resultados de la remoción de selenio desde el efluente líquido de ENAP Refinería Aconcagua mediante el proceso de peroxidación electroquímica empleando nanopartículas de hierro cero-valente (nZVI) sintetizadas en laboratorio como fuente de hierro, y para el caso en que solo se agregan las nZVI al residuo líquido, sin la aplicación de corriente. Las nanopartículas se sintetizan por el método de reducción química de cloruro férrico hexahidratado con borohidruro de sodio, obteniendo nZVI con un diámetro promedio de 78 nm. Se encuentra que el contenido másico de Fe° no disminuye bajo el 82,47% durante los 15 días desde su síntesis, al almacenarlas bajo refrigeración con una capa de etanol y atmósfera de nitrógeno. Sin embargo, al día 49 el porcentaje másico de Fe° determinado en las muestras es de 68,69%. El tiempo de tratamiento para las experiencias de remoción se mantuvo en una hora y el pH en 5, usando tres dosis de nZVI: 950, 3800 y 11400 mol Fe/mol Se y en los experimentos en que se utiliza peroxidación electroquímica, se aplica una densidad de corriente de 100 y 200 A/m2. Para el caso de usar nZVI solo con agitación y sin la aplicación de corriente eléctrica, se utiliza el reactor cilíndrico con un agitador mecánico de paleta. Se obtiene una remoción máxima de selenio de 94,5% para una dosis de nZVI de 11400 mol Fe/mol Se, además se llega a una concentración de selenio de 0,0086 mg/L, la cual cumple con la normativa ambiental chilena, con la aplicación de solo una hora de tratamiento del RIL. Los resultados muestran que la remoción de selenio desde el residuo líquido estudiado usando nZVI solo con el mezclamiento de estas y sin aplicación de corriente, es la tecnología más eficaz para el caso y tipo de RIL empleado, pues su mecanismo de remoción es por la reducción de selenio, el cual presenta ventajas en cuanto a costos operativos y de inversión.