Diseño y optimización de un sistema de tratamiento electroquímico para eliminación de fármacos en aguas residuales

Abstract

[ES] La presencia de microcontaminantes, también conocidos como contaminantes de preocupación emergente, en aguas residuales y aguas naturales destinadas a la potabilización es un problema que preocupa de forma creciente a medida que se detectan cada vez más substancias en este recurso natural. Los fármacos son substancias con una alta actividad metabólica pero presentes en una baja concentración, son compuestos de distinto origen y naturaleza y pueden provocar efectos negativos en la salud humana y el medio ambiente. Los tratamientos convencionales de tratamiento de aguas residuales no son efectivos para su eliminación por lo que es necesario buscar alternativas para su correcta depuración. En el presente Trabajo de Fin de Máster se ha llevado a cabo el diseño de un reactor electroquímico para la depuración de los fármacos utilizando como fármaco de referencia el acetaminofén y HOCl (ácido hipocloroso) como agente oxidante. Con los balances de materia planteados y los parámetros de funcionamiento se ha desarrollado un modelo dinámico que permite representar el rendimiento de eliminación de acetaminofén mediante simulaciones en el programa MATLAB, y para comprobar la efectividad de este método se probó con diferentes fármacos presentes en el agua como el atenolol, gemfibrozil, indometacina, metoprolol, nadolol, naproxeno y propranolol.

[EN] The presence of micro-pollutants, also known as contaminants of emerging concern, in wastewater and natural waters destined for drinking water is a problem of increasing concern since more substances are detected in this natural resource. Drugs are substances with a high metabolic activity but present in a low concentration, they are compounds of different origin and nature and can cause negative effects on human health and the environment. Conventional wastewater treatments are not effective for its elimination, so it is necessary to look for alternatives for its correct degradation. In this master’s Thesis, the design of an electrochemical reactor for drug purification has been carried out using acetaminophen as a reference pharmaceutical compound and HOCl (hypochlorous acid) as an oxidizing agent. With the proposed material balances and the operating parameters, a dynamic model has been developed that allows representing the acetaminophen removal performance through simulations in the MATLAB program, and to verify the effectiveness of this method, it was tested with different drugs present in water, such as atenolol, gemfibrozil, indomethacin, metoprolol, nadolol, naproxen, and propranolol.