Aplicación de tratamientos físicos y de oxidación química a la eliminación de contaminantes emergentes en diferentes matrices acuosas

Abstract

Los contaminantes emergentes constituyen un amplio grupo de sustancias que son detectadas en concentraciones cada vez mayores en diferentes sistemas acuáticos empleados para la potabilización de agua. Varios estudios han demostrado que estos contaminantes no son eliminados eficientemente en la depuración de aguas residuales urbanas y en consecuencia son vertidos a los cauces públicos. Dado que estas substancias resultan ser tóxicas y dañinas para los seres vivos, es necesario proceder a su eliminación mediante nuevas técnicas de depuración, tanto físicas como químicas.

Por su frecuente presencia en diversas aguas, se han elegido los tres contaminantes modelo siguientes: 2-fenoxietanol (utilizado como bactericida), clorhidrato de amitriptilina (fármaco antidepresivo) y salicilato de metilo (usado como rubefaciente).

Las técnicas de eliminación de estos contaminantes elegidas para el presente trabajo abarcan un amplio rango de procesos físicos (como la filtración con membranas y la adsorción con carbón activo) y químicos, como la radiación UV, reactivo de Fenton, ozono, peróxido de hidrógeno e ión persulfato, así como la combinación de estos, dando lugar a los procesos avanzados de oxidación. Estas técnicas se aplican a la eliminación de los compuestos mencionados en distintas matrices: agua ultra-pura, superficial del embalse de Peña del Águila (situado en las cercanías de la ciudad de Badajoz) y efluentes secundarios de las plantas de depuración de aguas residuales de Badajoz y de La Albuera. En el presente trabajo se pretende modificar diversas variables operativas, obtener las constantes cinéticas de reacción y proponer con todo ello un modelo que permita predecir la eliminación de estos compuestos en distintas aguas.

Emerging contaminants constitute a broad group of aquatic contaminants that have been increasingly detected in several water sources used for the production of drinking water. Several studies have revealed that these compounds are not removed efficiently in conventional in municipal wastewater treatment processes, and consequently, these contaminants are disposed to ground and surface waters. Since emerging contaminants constitute a potential risk for human health, there is a need to investigate new technologies for their elimination.

Due to their presence in different waters, three contaminants were chosen as model compounds: 2-phenoxiethanol (used such as bactericide), amitriptyline hydrochloride (antidepressant drug) and methyl salicylate (rubefacient).

The techniques chosen in this study for the removal of these trace contaminants cover a wide range of processes: physical (such as membrane filtration and active carbon adsorption) and chemical oxidation systems including UV radiation, Fenton reagent, ozone, hydrogen peroxide, persulfate ion and advanced oxidation processes. These techniques were applied to the elimination of the mentioned compounds in several matrices (ultra-pure, reservoir water, and secondary effluents from different municipal wastewater treatment plants located in Extremadura) with the aims of establishing the influence of the operating variables, obtaining the reaction rate constants and proposing a model to predict the removal of these compounds in different waters.