Contribution to performance characterization and kinetic modelling of micropollutants abatement in water and wastewater by ozone-based oxidation processes
- Autores: Alberto Cruz Alcalde
- Directores de la Tesis: Carme Sans Mazón (dir. tes.), Santiago Esplugas Vidal (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Adrián Manuel Tavares da Silva (presid.), Ignacio Sirés Sadornil (secret.), Leônidas A. Pérez-Estrada (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería y Ciencias Aplicadas por la Universidad de Barcelona
- Materias:
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- Resumen
El proceso de ozonización constituye una de las tecnologías de tratamiento de aguas con mayor potencial para la eliminación de microcontaminantes orgánicos de los efluentes de depuradoras de aguas residuales municipales. Pese a ello, algunos aspectos como la eliminación de aquellos contaminantes resistentes al ataque del ozono y la modelización cinética de este proceso ofrecen aún amplias posibilidades de mejora. La formación de productos de transformación a partir de reacciones del ozono y el radical hidroxilo con la materia orgánica contenida en el efluente es otro aspecto que se tiene raramente en cuenta en la investigación y aplicación del proceso de ozonización. Dados los problemas técnicos y ambientales que dichos subproductos pueden ocasionar, la investigación de este fenómeno es también de gran interés.
En esta tesis se estudiaron en primer lugar los fundamentos (cinética, mecanismos de reacción y efectos toxicológicos de los productos de transformación) del proceso de degradación de tres microcontaminantes orgánicos de preocupación emergente mediante el proceso de ozonización. A continuación, éstos y otros compuestos típicamente detectados en las aguas residuales urbanas se emplearon como sustancias modelo en el estudio de la aplicación del proceso de ozonización en efluentes reales de depuradora de calidad variada, con el fin de evaluar la eficiencia del proceso y proponer estrategias para la modelización del mismo. En este sentido, se propuso la combinación de parámetros cinéticos junto a la monitorización de parámetros de calidad del agua para el control a tiempo real del proceso. Las predicciones de eliminación de contaminantes llevadas a cabo mediante esta metodología mostraron una gran concordancia con los datos experimentales, tanto para el proceso de ozonización simple como para la combinación ozono-peróxido de hidrógeno, que por otro lado exhibió una gran eficiencia en la eliminación de contaminantes resistentes al ozono cuando se aplicó con dosificación simultánea de ambos oxidantes. Finalmente, la evaluación en detalle de los cambios experimentados por la materia orgánica del efluente durante la aplicación del ozono reveló una acumulación de compuestos de bajo peso molecular en todos los efluentes tratados, además de la solubilización de materia orgánica en suspensión en efluentes con mayor carga orgánica.
