The integration of ZVI-dehalogenation and electrochemical oxidation for the treatment of complex effluents polluted with iodinated compounds

This work evaluates the integration of dehalogenation with Zero Valent Iron (ZVI) and electrochemical oxidation (EO) for the treatment of urines polluted with iodinated X-ray contrast media (ICM). To do this, different strategies were evaluated: pretreatment with ZVI followed by EO (ZVI-EO) or electrolysis enhanced with ZVI-dehalogenation (EO/ZVI). For comparison purposes, single electrolysis was also performed to check the best treatment strategy. Results showed that EO was less efficient than EO/ZVI and ZVI-EO processes. Removal percentages of 74.9%, 87.6% and 99.5% were reached after passing 13.8 Ah dm−3 at 10 mA cm−2 during EO, EO/ZVI and ZVI-EO, respectively. EO/ZVI process favored the production of large amounts of hydroxyl radicals in the effluent through Fenton´s reaction, enhancing the degradation rate of iopamidol (IPM). The pretreatment with ZVI allowed to transform up to 95% of IPM to C17H25N3O8. Then, electrolysis attained the almost complete removal of the raw pollutant (ZVI-EO). The different iodine species formed at the end of the treatment were also monitored, finding similar proportions of organic iodine species for EO and EO/ZVI processes, although single EO promoted the formation of the stable inorganic iodine (IO3-) and EO/ZVI favored the release of I-. Total organic carbon removal percentages lower than 20% were achieved, suggesting that the technologies employed were selective for the removal of the target pollutant under the operating conditions studied. Finally, the organic IPM by-products were also identified by LC-MS and the chromatographic area profiles showed higher values for EO/ZVI followed by ZVI-EO and EO.
Este trabajo evalúa la integración de la deshalogenación con Hierro Cero Valente (ZVI) y la oxidación electroquímica (EO) para el tratamiento de orinas contaminadas con medios de contraste de rayos X (ICM) yodados. Para ello se evaluaron diferentes estrategias: pretratamiento con ZVI seguido de EO (ZVI-EO) o electrólisis potenciada con ZVI-deshalogenación (EO/ZVI). Con fines comparativos, también se realizó electrólisis simple para comprobar la mejor estrategia de tratamiento. Los resultados mostraron que EO fue menos eficiente que los procesos EO/ZVI y ZVI-EO. Se alcanzaron porcentajes de eliminación del 74,9%, 87,6% y 99,5% tras pasar 13,8 Ah dm- 3 a 10 mA cm- 2durante EO, EO/ZVI y ZVI-EO, respectivamente. El proceso EO/ZVI favoreció la producción de grandes cantidades de radicales hidroxilo en el efluente a través de la reacción de Fenton, mejorando la tasa de degradación del iopamidol (IPM). El pretratamiento con ZVI permitió transformar hasta el 95% de IPM a C 17 H 25 N 3 O 8 . Luego, la electrólisis logró la remoción casi completa del contaminante crudo (ZVI-EO). También se monitorearon las diferentes especies de yodo formadas al final del tratamiento, encontrando proporciones similares de especies de yodo orgánico para los procesos EO y EO/ZVI, aunque solo EO promovió la formación del yodo inorgánico estable (IO 3 - ) y EO/ZVI favoreció la liberación de I -. Se lograron porcentajes de remoción de carbono orgánico total inferiores al 20%, lo que sugiere que las tecnologías empleadas fueron selectivas para la remoción del contaminante objetivo en las condiciones de operación estudiadas. Finalmente, los subproductos orgánicos de IPM también fueron identificados por LC-MS y los perfiles de área cromatográfica mostraron valores más altos para EO/ZVI seguido por ZVI-EO y EO.