Utilización de sustancias tipo húmicas para un proceso de eliminación de contaminantes por membranas-tratamiento fotoquímico

Abstract

[ES] A partir de los residuos agrícolas se pueden aislar sustancias similares a los ácidos húmicos. Estas macromoléculas son fotoactivas, complejantes del hierro, tiene un cierto carácter tensioactivo y además presentan muy baja toxicidad. es por ello que se pueden emplear en procesos de tratamiento de aguas. En particular, en este TFG se pretende diseñar un proceso híbrido de descontaminación que combina un proceso de membranas con un tratamiento foto-Fenton con luz solar. Como contaminante modelo se utiliza el tiobendazol, un fungicida muy utilizado en la agricultura. En la primera parte, se aprovecha el carácter tensioactivo de estas sustancias para encerrar en el interior de las micelas al contaminante para, posteriormente, hacerlo pasar a través de una membrana polimérica. se espera que el contaminante en las micelas no sea capaz de atravesar los poros, con lo que se obtendrá una permeado libre de contaminante y un retentato donde este se encuentra concentrado. Posteriormente, se someterá a un proceso de tratameinto por foto-fenton solar (sales de hierro y agua oxigenada) en planta píloto, aprovechando la capacidad de los húmicos de formar sustancias fotoactivas con el hierro.

En este TFG se estudiarán las variables operacionales. En el proceso de membrana: el efecto de las concentraciones de húmico y contaminante así como el volumen que se puede retener. En el caso de la planta piloto, el tiempo de tratamiento, la cantidad de peróxido y el pH de trabajo. Si los datos lo permiten, se pretende hacer un primer escalado del proceso.

[EN] In this study, the possibility of using bio-organic substances to implant an ultrafiltration membrane system was studied in order to be able to concentrate and subsequently eliminate by photolysis an emerging contaminant, such as thiabendazole. First, a study will be performed for the concentration of the initial thiabendazole solution. This concentration will be carried out with the use of bio-organic substances from Italy. With this concentration, we will try to facilitate and reduce the volume used in the Photo-Fenton process. With the concentrate from the ultrafiltration plant, a Photo-Fenton experiment will be carried out at pH 5. In turn, the process performance will be improved, due to the presence of the bio-organic substances previously incorporated in the ultrafiltration. These SBOs will act as iron complexing and will decrease the acid pH of the process, facilitating its elimination with softer conditions. Subsequently, a scaling and subsequent design of a photocatalysis plant with a pretreatment of ultrafiltration membranes will be carried out for the treatment of 1 m3 · day-1 of waste water from an industry. At this point, the investment and operating costs will be calculated to carry out the plant design. Finally, the cost of water per cubic meter treated will be calculated.

[CA] En el present Treball de Fi de Grau es va estudiar la possibilitat d'utilitzar les substàncies bio-orgàniques per a implantar un sistema de membranes d'ultrafiltració per a poder concentrar i posteriorment eliminar per mitjà de fotòlisi, un contaminant emergent, com és el Tiabendazol. En primer lloc, es realitzarà un estudi per a la concentració de la dissolució de Tiabendazol inicial. Esta concentració es durà a terme amb la utilització d'unes substàncies bio-orgàniques procedents d'Itàlia. Amb esta concentració, s'intentarà facilitar i reduir el volum empleat en el procés Foto-Fenton. Amb el concentrat procedent de la planta d'ultrafiltració, es realitzarà un experiment Foto-Fenton a pH 5. Al seu torn, es millorarà el rendiment del procés, a causa de la presència de les substàncies bio-orgàniques incorporades prèviament en la ultrafiltració. Estes SBO, actuaran com complejante del ferro i disminuiran el pH àcid del procés, facilitant la seua eliminació amb condicions més suaus. A continuació, es realitzarà un escalat i un posterior disseny d'una planta de fotocatálisis amb un tractament previ de membranes d'ultrafiltració, per al tractament d'1 m3·dia-1 d'aigües residuals provinents d'una indústria. En este punt, es calcularan els costos d'inversió i explotació per a dur a terme el disseny de la planta. Finalment es calcularà el cost de l'aigua per metre cúbic tractat.