Statistical model of the decontamination of wastewater containing Carbendazim through photo-Fenton

RESUMEN

RESUMEN La fotocatálisis homogénea foto-Fenton es uno de los procesos de oxidación avanzada más utilizados en el tratamiento de aguas residuales con contenido de pesticidas, donde la optimización de la dosis de catalizador y el agente oxidante, teniendo como respuesta la mineralización en términos de carbón orgánico total (COT) o la eliminación del contaminante específico, son el objetivo de cualquier diseño experimental. El desarrollo experimental en los procesos de tratamiento requiere la ejecución de una cantidad significativa de condiciones experimentales que necesitan el uso de reactivos, energía y tiempo de ejecución, por lo tanto, el modelamiento de este tipo de fenómenos surge como una alternativa a esta limitante en los tratamientos de aguas residuales. En esta investigación, se evaluó la influencia de los factores FeSO4 y H2O2, cada uno en tres niveles, en la mineralización de una solución sintética del insecticida Carbendazim (50 mg.L-1), en términos de COT, mediante un modelo de regresión lineal múltiple y optimizado por una superficie de respuesta. Los principales resultados establecieron que el mejor ajuste del modelo se da teniendo en cuenta la interacción entre el FeSO4 y el H2O2 (X1*X2) y los términos cuadráticos de cada una de ellas con p-values <0,05 y que la validación del modelo, mediante la técnica Leave-One-Out Cross Validation (LOOCV), así como la exactitud y la precisión, mediante el análisis de residuos y el supuesto de mínimos cuadrados ordinarios, establecen que las conclusiones que se deriven de él son válidas.

ABSTRACT

ABSTRACT Homogeneous photo-Fenton photocatalysis is one of the most widely used advanced oxidation processes in treating wastewater containing pesticides, where optimizing the catalyst dosage and oxidizing agent, with the response being mineralization in terms of total organic carbon (TOC) or removal of the specific contaminant, is the goal of any experimental design. Experimental development in treatment processes necessitates executing a significant number of experimental conditions that require the use of reagents, energy, and execution time. Therefore, modeling such phenomena emerges as an alternative to these limitations in wastewater treatment. In this research, the influence of factors FeSO4 and H2O2, each at three levels, on the mineralization of a synthetic solution of the insecticide Carbendazim (50 mg.L-1) in terms of TOC was evaluated using a multiple linear regression model optimized by response surface methodology. The main results established that the best model fit considers the interaction between FeSO4 and H2O2 (X 1 *X 2 ) and the quadratic terms of each with p-values<0.05. The validation of the model using the Leave-One-Out Cross Validation (LOOCV) technique, as well as accuracy and precision through residual analysis and ordinary least squares assumptions, confirms the validity of the conclusions derived from it.