Eliminación de contaminantes farmacéuticos en agua mediante procesos físicos, químicos y electroquímicos. Optimización de los sistemas

Abstract

En este trabajo de investigación se han estudiado diversos procesos físicos, químicos y electroquímicos con la finalidad de eliminar compuestos farmacéuticos (trimetoprima, carbamacepina, ketoprofeno y naproxeno) de las aguas. Los procesos de adsorción se han llevado a cabo utilizando la resina polimérica “Amberlite XAD-7” y adsorbentes naturales de base tanínica (“acacia”, “quebracho”,” pino” y “ciprés”). La síntesis de adsorbentes tanínicos ha sido estudiada teniendo en cuenta tanto su origen, la química de su formación y su posible aplicabilidad para la retirada de contaminantes farmacéuticos. Se ha estudiado la influencia de variables en los procesos de adsorción y se ha llevado a cabo su modelización teórica. Por otra parte, se han tratado aguas contaminadas con estos compuestos farmacéuticos mediante electro-oxidación empleando electrodos de diamante dopado con boro. Se ha comprobado la eficacia de este proceso en agua ultra-pura y en diferentes matrices de agua. Los resultados obtenidos indican que esta técnica novedosa es muy eficaz y prometedora para la degradación de este tipo de contaminantes refractarios en aguas. Otros procesos de oxidación aplicados han sido la oxidación mediante reactivo de Fenton, sistema Fentonlike, ozono y UV en presencia de peróxido de hidrógeno. Se ha demostrado la alta eficacia de los tratamientos aplicados, y se ha observado tanto la influencia de las variables de operación como la interacción entre ellas en el proceso de degradación de fármacos aplicando diseños factoriales y metodología de la superficie de respuesta.

In this work of investigation have been studied different physical, chemical and electrochemical processes in order to remove pharmaceutical compounds (trimethoprim, carbamazepine, ketoprofen and naproxen) from waters Adsorption processes have been carried out using polymeric resin “Amberlite XAD-7” and natural tannin-based adsorbents (“weibull black”, “quebracho”, “pine” and “cypress”). The synthesis of tannin adsorbents has been studied taking account of its origin, the chemistry of their formation and their possible applicability in the removal of pharmaceutical contaminants. It has studied the influence of variables in the processes of adsorption and its theoretical modelling has been conducted. On the other hand, waters contaminated with these pharmaceutical compounds have been treated by means of electro-oxidation using boron-doped diamond electrodes. It has been verified the efficiency of this process in ultra-pure water and in different water matrices. The obtained results indicate that this new technology is very effective and promising for the degradation of this type of refractory pollutants in waters. Other applied oxidation processes have been the oxidation by means of Fenton's reagent, system Fenton-like, ozone and UV in presence of peroxide of hydrogen. It has shown the high effectiveness of the treatments applied, and has been observed both the influence of the variables of operation and the interaction between them in the process of degradation of drugs applying designs factorials and response surface methodology.