las muestras de agua residual de la UNCP.
Figura 16: Optimización e la respuesta “Eficiencia de remoción del DQO”
En la figura 16 se presenta el resultado de la optimización de la eficiencia de remoción del DQO de la muestra de agua residual, donde se observa la
“Maximización” del resultado. Se observa que para llegar a valores de eficiencia de remoción del 93.59% del DQO se puede utilizar una concentración de nanopartículas del óxido de zinc de 2.5 g/L, un pH de 5 con un tiempo de tratamiento de 4 horas.
tratamiento. El valor inicial del DQO de la caracterización del agua residual de la muestra es de 763.325 mg/L. Los niveles de la concentración de las nanopartículas del óxido de zinc son de 0.5 y 2.5, estos valores se determinaron de acuerdo a la literatura científica (Toporovska et al., 2020), se observa de los resultados de la experimentación que a mayor concentración de las nanopartículas de óxido de zinc se obtiene mayor efecto sobre el proceso de fotocatálisis heterogénea mejorando la oxidación de la materia orgánica, resultados similares se encontraron en el trabajo de (Sabri et al., 2021) donde se utilizaron nanopartículas de óxido de zinc para degradar materia orgánica y pesticidas, obtenidos resultado del tratamiento mayores al 90%, también se determinó que la variación del pH influye en el proceso de degradación de la materia orgánica, de acuerdo a la revisión de antecedentes de Długosz et al., 2022; Mustapha et al., 2020),en trabajos similares de oxidación avanzada por fotocatálisis se demostró que los valores óptimos de pH están en rangos ácidos de 3 a 6, en la presente tesis se considero trabajar para la experimentación con valores de pH de 5 y 8, el valor de 5 se determinó de acuerdo a los antecedentes de investigación, el valor de 8 se decidió poner a prueba puesto que se tiene antecedentes que el pH de las aguas residuales de la UNCP varia llegando a valores de hasta 8 de pH, por ello, se decidió comprobar el efecto del tratamiento de estas aguas a un pH real de campo para observar su efecto sobre el proceso de tratamiento, se llegó a demostrar que a pH menores se obtiene mejores resultados de la oxidación de la materia orgánica por fotocatálisis heterogénea. Los tiempos que se consideraron para la experimentación fueron dos, 2 y 4 horas, de acuerdo a (Vela et al., 2019) en su trabajo de investigación realizo la degradación de materia orgánica en varios rangos de tiempos de retención hidráulica, obteniéndose que el tiempo
de tratamiento depende de la radiación solar, a mayor radiación solar menor tiempo de tratamiento, para la presente tesis se demostró que el tiempo de 4 horas da mejores resultados, teniendo en cuenta que se realizaron los experimentos en días soleados con una irradiancia solar cercana a los 800 W/m2.
CONCLUSIONES
• Se logró demostrar con los resultados de la experimentación que el tratamiento de aguas residuales de la UNCP por fotocatálisis heterogénea con nanopartículas de óxido de zinc remueve la materia orgánica medida a través de la demanda química de oxígeno de las muestras de agua residual.
• Se logró demostrar que a mayor concentración de las nanopartículas de
óxido de zinc se obtienen mayores valores de eficiencia de remoción de la demanda química de oxígeno. Siendo el mejor valor 2.5 g/L, de acuerdo al análisis establecido por las gráficas de efectos y superficie de respuesta se encuentra una tendencia de crecimiento de la remoción del DQO a mayores valores de las nanopartículas, puesto que en la experimentación se estableció un límite de 2.5 g/L, pero se muestra tendencia de mejora del tratamiento si se aumentara la concentración de las nanopartículas de óxido de zinc, esto no se comprobó durante la experimentación pero deja una posibilidad de seguir estudiando el efecto del aumento de la concentración de nanopartículas sobre la remoción de la materia orgánica.
• Se logró demostrar que existe un efecto de interacción entre las variables concentración de nanopartículas de óxido de zinc con el pH, esto debido a que el proceso de oxidación fotocatalítica ejerce mayor influencia sobre la degradación de la materia orgánica con valores de pH ácidos, este resultado se contrastó y comprobó con los datos de la revisión bibliográfica.
• Se logró demostrar el efecto de la interacción de la concentración del óxido de zinc con el tiempo de tratamiento, observándose que a mayor tiempo de tratamiento se logra mejores resultados de oxidación de la materia orgánica.
RECOMENDACIONES
• Realizar mayor cantidad de experimentaciones con diferentes índices de irradiación solar para demostrar cual es el nivel mínimo de trabajo del fotorreactor.
• Realizar mayor cantidad de experimentos a mayores dosificaciones de las
nanopartículas del óxido de zinc.
• Realizar pruebas con otros contaminantes para determinar el efecto de la oxidación avanzada sobre su degradación.
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Anexo A: Reporte del análisis de laboratorio
Anexo B: Fotografías
Muestra recolectada de las aguas residuales de la UNCP
Filtro de la muestra de las aguas residuales en tratamiento