Tecnología Innovadora De Tratamiento De Aguas: Burbujas Micro-Nano De Ozono Degradan El 99% De Aguas Residuales Con Naranja De Metilo En 6 Minutos​

Tecnología Innovadora de Tratamiento de Aguas: Burbujas Micro-Nano de Ozono Degradan el 99% de Aguas Residuales con Naranja de Metilo en 6 Minutos

Las aguas residuales de impresión y tintura contienen el colorante Naranja de Metilo (MO), un contaminante complejo, altamente tóxico y resistente a la degradación, que ha sido un desafío persistente en el tratamiento industrial. Los métodos tradicionales de oxidación con ozono (O₃) presentan limitaciones como baja eficiencia en la transferencia de masa gas-líquido y producción limitada de radicales libres, lo que restringe su efectividad.

Nuestro equipo de investigación ha combinado de manera innovadora tecnología de burbujas micro-nano con ozono, construyendo un sistema avanzado de oxidación: O₃-MNBs. El principio técnico central es:

Las burbujas micro-nano (diámetro: 1μm~1nm), gracias a su tamaño ultrapequeño, aumentan drásticamente el área superficial de contacto entre el gas y el líquido, mejorando significativamente la transferencia de masa del ozono. Cuando las burbujas se contraen y rompen en el agua, la carga eléctrica en la interfaz se libera instantáneamente, generando radicales hidroxilo (·OH) de alta concentración. Al mismo tiempo, el ambiente de alta presión dentro de las microburbujas promueve la descomposición del ozono en ·OH, desencadenando una reacción en cadena que incrementa exponencialmente la producción de radicales libres. Este mecanismo dual supera las limitaciones de eficiencia de la oxidación tradicional con ozono.

Los estudios demuestran:

✅ Mejora significativa en la eficiencia de degradación: El sistema O₃-MNBs logra una tasa de degradación del 99% para el Naranja de Metilo en solo 6 minutos, superando ampliamente a los tratamientos con ozono o burbujas micro-nano individuales.

✅ Parámetros óptimos de proceso: Bajo condiciones de pH=4.6, concentración inicial de Naranja de Metilo=25 mg/L y flujo de ozono=1 L/min, la velocidad de reacción es la más rápida, siguiendo un modelo de cinética de pseudo primer orden.

✅ Mecanismo claro: La liberación masiva de radicales hidroxilo (·OH) al romperse las microburbujas potencia significativamente la capacidad oxidativa del ozono, siendo este el factor clave para lograr una degradación eficiente.

✅ Verificación de radicales activos: Mediante ensayos de atrapamiento, se confirma que ·OH es la especie activa principal en el proceso de degradación, mientras que el radical superóxido (·O₂⁻) también participa en la reacción.

Esta tecnología no solo ofrece una nueva perspectiva para resolver el tratamiento de aguas residuales de impresión y tintura, sino que también cuenta con ventajas como tiempo de reacción corto, alta eficiencia y ausencia de contaminación secundaria, presentando un excelente potencial de aplicación.

Palabras clave: Burbujas micro-nano, oxidación con ozono, Naranja de Metilo, oxidación avanzada, radical hidroxilo, tratamiento de aguas residuales