Eliminación de tetraciclinas de las aguas mediante procesos avanzados de oxidación, carbones activados y adsorbentes obtenidos a partir de lodos de depuradora

Résumé

Los resultados experimentales de esta Tesis y la discusión de los mismos se presentan en esta Memoria divididos en seis Capítulos. El Capítulo 1, dedicado a la introducción del trabajo desarrollado en la Tesis, comienza analizando la problemática actual de la contaminación de las aguas por los antibióticos como contaminantes emergentes, específicamente las tetraciclinas. Al final del Capítulo se exponen los objetivos de la Tesis. En el segundo Capítulo se estudia la valorización de lodos activados como materiales precursores de adsorbentes en la eliminación de contaminantes orgánicos e inorgánicos del agua. Para ello, se estudia la preparación de materiales adsorbentes a partir de lodos de depuradora mediante la optimización de experimentos, considerando diferentes variables experimentales. Este Capítulo recoge la descripción de las técnicas experimentales de obtención y caracterización de los materiales adsorbentes, así como los resultados obtenidos relacionados con la caracterización de los experimentos de adsorción. En el tercer Capítulo se estudia el comportamiento de carbones activados comerciales de diferentes características texturales y químicas, así como de los adsorbentes obtenidos a partir de lodos de depuradora, en los procesos de adsorción de tetraciclinas en fase acuosa. Concretamente, en este Capítulo, se abordan los procesos de adsorción de las tetraciclinas (tetraciclina, oxitetracilcina y clorotetraciclina), tanto en régimen estático como en dinámico, en aguas ultrapuras, superficiales, subterráneas y residuales urbanas. Se analizan las isotermas de adsorción y se evalúa, también, la influencia de la naturaleza química de la disolución (pH y fuerza iónica), así como la influencia de la presencia de bacterias en los procesos de adsorción (bioadsorción). Algunos de los resultados obtenidos en el Capítulo 3 son de gran importancia para estudiar, en el Capítulo 4, el comportamiento de los carbones activados como iniciadores/promotores del proceso de ozonización de las tetraciclinas. Así, en este Capítulo se analiza la efectividad del ozono y de las tecnologías basadas en el uso simultáneo de ozono-peróxido de hidrógeno, ozono-carbón activado y ozono-lodo activado en la eliminación de las tetraciclinas; además, se estudia la evolución del carbono orgánico total y la biodegradabilidad de los subproductos de la ozonización mediante la obtención de la demanda química y biológica de oxigeno. Por último, se analiza la toxicidad del sistema durante los diferentes tratamientos. El Capítulo 5 abarca el estudio de la eficiencia de la radiación UV en la fotodegradación directa e indirecta de las tetraciclinas con lámparas de baja y media presión. Para ello, se realiza un estudio cinético y se analiza la influencia de las distintas variables operacionales, así como la evolución de la concentración del carbono orgánico total y la toxicidad del sistema durante la fotodegradación de las tetraciclinas. El Capítulo 6 se centra en el uso de la radiación gamma como Proceso Avanzado de Oxidación/Reducción para la eliminación de tetraciclinas de las aguas. Se estudia la cinética de descomposición, la influencia de las distintas variables operacionales, los mecanismos de reacción y su aplicación en aguas potables y residuales.