Eliminación de contaminantes parabenos en agua mediante procesos físicos, químicos y electroquímicos

Abstract

La presente Tesis Doctoral tiene como objetivo el estudio de la eliminación de cuatro contaminantes emergentes, comúnmente presentes en aguas residuales y superficiales: metilparabeno, etilparabeno, propilparabeno y butilparabeno. Actualmente, estos compuestos son ampliamente utilizados como conservantes en cosméticos, productos farmacéuticos, productos alimenticios y productos industriales. Para llevar a cabo la eliminación de estos contaminantes emergentes se investigan procesos físicos (adsorción con resinas y taninos naturales), procesos químicos y procesos electroquímicos.

Los procesos de adsorción se llevan a cabo utilizando la resina Dowex Optipore L493 y diferentes adsorbentes naturales de base tanínica. Así, se estudia la influencia de variables de operación en los procesos de adsorción para los cuatro compuestos parabenos en una matriz de agua ultrapura. Además, se lleva a cabo para el estudio de la cinética y del equilibrio de adsorción.

Por otro lado, se estudia la oxidación de estos contaminantes mediante técnicas electroquímicas. Se aplican tratamientos de oxidación anódica utilizando electrodos de diamante dopado con boro (BDD).

Por último, se investigan diferentes procesos de oxidación química avanzada para la degradación de los compuestos de estudio: UV/H2O2, Fe2+/H2O2 (reactivo de Fenton), UV/Fe2+/H2O2 (foto-Fenton), UV/TiO2, UV/TiO2/H2O2, O3, O3/Fenton, O3/H2O2, O3/UV, O3/UV/H2O2, O3/foto-Fenton, O3/UV/TiO2 y O3/UV/TiO2/H2O2.

En los procesos electroquímicos y químicos la planificación de las experiencias se lleva a cabo mediante el diseño de experimentos, herramienta estadística que optimiza el número de experimentos, los resultados obtenidos y ofrece las posibles interacciones entre las variables más significativas. Estos procesos han sido aplicados tanto en agua ultrapura, como en aguas procedentes de río, EDAR y pantano.

This Doctoral Thesis aims to study the elimination of four emerging contaminants commonly found in wastewater and surface: methylparaben, ethylparaben, propylparaben and butylparaben. Currently, these compounds are widely used as preservatives in cosmetics, pharmaceuticals, foodstuffs and industrial products. To carry out these contaminants removing emerging physical processes (adsorption resins and natural tannins), chemical processes and electrochemical processes are investigated.

Adsorption processes are carried out using OPTIPORE L493 and Dowex different adsorbents tanínica natural base. Thus the influence of operational variables studied in adsorption processes for the four paraben compounds in a matrix of ultrapure water. Furthermore, it is carried out for the study of kinetic and equilibrium adsorption.

Moreover, the oxidation of these pollutants is studied by techniques Electrochemical. anodic oxidation treatments are applied using electrodes boron doped diamond (BDD).

Finally, various advanced chemical oxidation processes are investigated for degradation study compounds: UV / H2O2, Fe2 + / H2O2 (Fenton's reagent), UV / Fe2 + / H2O2 (photo-Fenton), UV / TiO2, UV / TiO2 / H2O2, O3, O3 / Fenton, O3 / H2O2 , O3 / UV, O3 / UV / H2O2, O3 / photo-Fenton, O3 / UV / TiO2 and O3 / UV / TiO2 / H2O2.

In the electrochemical and chemical processes planning experiences carried out by designing experiments, statistical tool that optimizes the number of experiments, the results and offers possible interactions among the most significant variables. These processes have been applied both in ultrapure water, and water from the river, EDAR and swamp.