Estudio de degradación de tres contaminantes emergentes (atenolol, ibuprofeno y norfloxacino) mediante un electrodo cerámico fotoactivo

Abstract

[ES] En este Trabajo de Fin de Grado se ha realizado un estudio del efecto del material del electrodo, la intensidad de corriente y la presencia de luz sobre el proceso de degradación de una mezcla de tres contaminantes emergentes a través de la técnica de electrooxidación avanzada. Los electrodos empleados han sido un electrodo cerámico, con un recubrimiento fotoactivo de fosfato de bismuto, y un electrodo comercial de diamante dopado con boro (BDD). Los fármacos utilizados han sido atenolol, ibuprofeno y norfloxacino. Se han utilizado estos fármacos ya que son representativos de las 3 familias que son más comúnmente encontradas en aguas residuales que son: betabloqueantes, antiinflamatorios y antibióticos. En este TFG se realizaron experimentos de degradación de la mezcla de los 3 fármacos (20 ppm de cada contaminante). Durante estos experimentos se han empleado 2 electrodos diferentes, con y sin presencia de luz, en el caso del cerámico. Para cada uno de ellos se realizaron ensayos a distintas intensidades de corriente para observar la evolución de la degradación. Las intensidades de corriente han sido 0.2, 0.4 y 0.8 A. Para evaluar el proceso se calculó el porcentaje de mineralización, la eficacia de corriente de mineralización y el consumo energético específico midiendo los valores del potencial de celda, los de la intensidad aplicada y los del carbono orgánico total. Además, se midieron las especies iónicas formadas empleando un cromatógrafo iónico y los oxidantes totales mediante yodometría. Los resultados han permitido concluir que el electrodo cerámico a altas intensidades y en presencia de luz es capaz de obtener resultados similares al electrodo BDD en la mayoría de los parámetros analizados.

[EN] In the present work, a study about the effect of the electrode material, the current intensity and the presence of light on the degradation process of a mixture of 3 emerging contaminants through an advanced electrooxidation technique has been carried out. The electrodes used were a ceramic electrode, with a photoactive bismuth phosphate cover, and a commercial boron-doped diamond (BDD) electrode. The drugs that have been selected for the degradation were: atenolol, ibuprofen and norfloxacin. These drugs have been chosen because they are representative of the 3 families whit most presence in wastewater which are: beta-blockers, anti-inf lammatories and antibiotics. In this TFG, degradation experiments of a mixture with the 3 drugs (20 ppm each contaminant) have been carried out. In these experiments 2 types of electrodes has been used, with and without presence of light, in the case of ceramic electrode. For each of them, tests were made out at different current intensities to observe the evolution of the degradation. The selected current values were 0.2, 0.4 and 0.8 A. In the experiments, the percentage of mineralization, the mineralization current efficiency and the specific energy consumption were calculated by measuring the values of cell potential, the applied intensity and the total organic carbon. In addition, the ionic species formed during the process were measured using an ion chromatograph and the total oxidants were measured by iodometry. The results have allowed to conclude that the ceramic electrode at high intensities and in presence of light has been able to obtain similar results to the BDD electrode in most of the analyzed parameters.

[CA] En aquest Treball de Fi de Grau s’ha realitzat un estudi de l’efecte del material de l’elèctrode, la intensitat de corrent i la presència de llum sobre el procés de degradació d’una mescla de 3 contaminants emergents mitjançant de la tècnica d’electrooxidació avançada. Els elèctrodes utilitzats han sigut un elèctrode ceràmic, amb un recobriment fotoactiu de fosfat de bismut, i un elèctrode comercial de diamant dopat amb bor (BDD). Els fàrmacs utilitzats han sigut atenolol, ibuprofèn i norfloxacina. S’han utilitzat aquests fàrmacs perquè son representatius de les 3 famílies més comunament encontrades en aigües residuals que són: betablocadors, antiinflamatoris i antibiòtics. En aquest TFG es van realitzar experiments de degradació de la mescla dels tres fàrmacs (20 ppm de cada contaminant). Durant aquests experiments es van utilitzar 2 elèctrodes diferents, i amb i sense presència de llum, en el cas del ceràmic. Per a cadascú d’ells es van realitzar assajos a distintes intensitats de corrent per a observar l’evolució de la degradació. Les intensitats de corrent han sigut 0.2, 0.4 i 0.8 A. Per a avaluar el procés es va calcular el percentatge de mineralització, l’eficàcia de corrent de mineralització i el consum energètic específic mesurant els valors de potencial de cel·la, els d’intensitat aplicada i els del carboni orgànic total. A més, es van mesurar les espècies iòniques formades utilitzant un cromatògraf iònic i els oxidants totals mitjançant iodometria. El resultats han permetre concloure que l’elèctrode ceràmic a intensitats altes i en presència de llum es capaç d’obtindre resultats similars a l’elèctrode BDD en la majoria dels paràmetres analitzats.