Análisis de la sobresaturación de oxidante en una reacción fotocatalítica de mineralización de ácido dicloroacético asistida con radiación solar

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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.