Tesis doctoral de Elena Guinea Marca
En la presente tesis doctoral se ha estudiado la aplicabilidad de diversos procesos electroquímicos de oxidación avanzada (eaops) al tratamiento de aguas contaminadas con ácido salicílico (sa), metabolito principal del ácido acetilsalicílico (asa) y componente habitual de formulaciones de productos farmacéuticos o de cuidado personal (ppcps) y del enrofloxacino (e), antibiótico de amplio uso en medicina veterinaria. Las disoluciones de sa y e se han tratado mediante oxidación anódica (oa) empleando ánodos (platino (pt) y diamante dopado con boro (bdd)) con un elevado sobrevoltaje de desprendimiento de oxígeno (oa-pt y oa-bdd) los cuales, a través de la oxidación del agua, generan radicales hidroxilo (¿oh) sobre el ánodo, que son los responsables de la degradación de los contaminantes. Como los cátodos empleados convencionalmente (acero o grafito) en las oa no participan de manera activa en la degradación de los contaminantes, se ha empleado además un cátodo de difusión de o2 para generar h2o2. En estas circunstancias, el proceso de mineralización de los contaminantes mejora notablemente en presencia de fe2+ ya que tiene lugar la reacción de fenton a través de la cual se producen radicales hidroxilo en el seno de la disolución (procesos ef-pt y ef-bdd). Si además se irradia la disolución con luz uva (procesos fef-pt y fef-bdd) o bien con luz solar (procesos sfef-pt y sfef-bdd) la mineralización de los contaminantes se incrementa dado que, además de la oxidación, tiene lugar la fotólisis de algunas especies en disolución. para comprobar la aplicabilidad a nivel industrial de los eaops, los procesos estudiados para el e se han escalado a una planta piloto de 2,5 l de capacidad. En estos casos se han reducido los costos energéticos de los procesos si bien los porcentajes de mineralización obtenidos son algo inferiores a los obtenidos en condiciones de laboratorio. Con el objetivo de mejorar los porcentajes de mineralización obtenidos en la planta piloto, se ha estudiado la mineralización de los ácidos carboxílicos de cadena corta formados en el transcurso de la degradación de e mediante el empleo de catalizadores ambientalmente compatibles (fe3+ y la luz solar). Los ácidos orgánicos de cadena corta son los responsables de la ralentización y de la pérdida de eficiencia de los procesos de mineralización. Se ha estudiado la mineralización de 5 de los ácidos carboxílicos más frecuentes como intermedios finales de la degradación (ácidos oxálico, pirúvico, maleico, fórmico y acético) y se ha comprobado que la eficiencia de mineralización de los ácidos fórmico, oxálico y maleico aumenta en presencia de fe3+ y luz solar, que la oxidación del ácido maleico conduce a formación de los ácidos oxálico y fórmico y que, en el caso de los ácidos pirúvico y acético, la adición de fe3+ y/o la irradiación de luz solar no favorecen su mineralización. Por su parte, el ácido pirúvico desaparece rápidamente de la disolución, pero se transforma en ácido fórmico, junto al persistente ácido acético. el estudio comparativo de la degradación mediante los eaops del e se ha ampliado a otros aops como son la ozonización y el proceso fenton. Esta investigación ha permitido establecer que la oa-bdd es el proceso más adecuado para la mineralización del fármaco en disoluciones acuosas concentradas. Se ha encontrado también que el proceso fenton es altamente efectivo a tiempos cortos. adicionalmente, se ha estudiado la influencia de algunas características estructurales de los electrodos de bdd en la oxidación anódica de e. Se ha podido establecer que un mayor porcentaje de carbonos con hibridación sp3 frente a los de hibridación sp2 favorece la mineralización del contaminante en términos de descenso del toc y de la dqo. Sin embargo, esta tendencia es opuesta para la oxidación directa del contaminante. El c(grafito, sp2) favorece la formación de intermedios, mientras que el c(diamante, sp3) favorece la oxidación completa del contaminante hasta co2. Se ha establecido que la velocidad de mineralización se ve favorecida en electrodos con una relación sp3/sp2 elevada, mayor contenido en boro y depósitos de bdd delgados.
Datos académicos de la tesis doctoral «Tratamiento de aguas contaminadas con ppcps mediante eaops«
- Título de la tesis: Tratamiento de aguas contaminadas con ppcps mediante eaops
- Autor: Elena Guinea Marca
- Universidad: Barcelona
- Fecha de lectura de la tesis: 21/06/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Francesc Centelles Masuet
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Santiago Esplugas vidal
- Manuel Andrés Rodrigo rodrigo (vocal)
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