Removal of water pollutants by adsorption on activated carbon prepared from olive-waste cakes and by biological treatment using ligninolytic fungi

• Autores: Rim Baccar Ep Yangui
• Directores de la Tesis: Paqui Blánquez Cano (dir. tes.), Montserrat Sarrà i Adroguer (dir. tes.), Jalel Bouzid (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2013
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Agustí Fortuny Sanromà (presid.), Maria José Martín Sánchez (secret.), Paqui Blánquez Cano (voc.), Ahmed Bellagi (voc.), Montserrat Sarrà i Adroguer (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología del medio ambiente
      • Residuos industriales
      • Tecnología de aguas residuales
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD 
• Resumen

  • Se utilizan diferentes procesos para el tratamiento de las aguas residuales. Sin embargo, estas tecnologías son ineficaces, generan productos secundarios o son demasiado caras. El objetivo principal de esta tesis es la eliminación de diversos contaminantes del agua, incluyendo metales, tintes y productos farmacéuticos mediante dos tecnologías. La primera consiste en un tratamiento físico-químico de adsorción sobre carbón activo preparado a partir de un resido de la industria agroalimentaria. El segundo se trata de un tratamiento biológico con hongos. En cuanto a la adsorción sobre carbón activo, en una primera etapa se consideran aspectos tales como la preparación del adsorbente, su caracterización y el estudio del impacto ambiental asociado a su producción. Para la preparación de carbón activo se realiza la activación química a partir de orujo de oliva, utilizando ácido fosfórico como agente deshidratante. Se varían los parámetros principales del proceso para optimizar las condiciones de la activación. El carbón activo preparado, se caracteriza teniendo en cuenta sus propiedades de adsorción, su estructura química y su morfología. Los resultados muestran que el adsorbente más eficaz es el que se obtiene bajo las siguientes condiciones: una concentración igual a 60% de H3PO4, una relación de impregnación de 1,75, y una temperatura de pirolisis de 450°C. El adsorbente preparado en estas condiciones presenta buenas características en comparación con los que se encuentran en la literatura. Para minimizar el impacto ambiental, ciertas modificaciones podrían incorporarse en el proceso de preparación del adsorbente tales como la recuperación del gas derivado de la etapa de pirolisis y su utilización como fuente de energía, y la recuperación de ácido fosfórico después de lavar el carbón activado. Después de establecer las condiciones óptimas se evalúa la eficiencia del carbón activo para la eliminación de los contaminantes inorgánicos y orgánicos. Para los metales, cogiendo Cu2 + como un modelo, los ensayos de adsorción en columna muestran la alta capacidad del carbón activo para reducir KMnO4 en óxido insoluble de manganeso (MnO2) que impregna la superficie del adsorbente, cuya presencia mejora significativamente los resultados de la adsorción de Cu2+ sobre el carbón activo. En cuanto a los contaminantes orgánicos, el estudio muestra la eficacia del carbón activado para eliminar colorantes de los efluentes sintéticos y reales y productos farmacéuticos de soluciones de compuestos puros y formando parte de una mezcla de fármacos. En la mayoría de los casos los modelos de Langmuir y pseudo-primero orden presentan el mejor ajuste para la isoterma y la cinética, respectivamente. La temperatura afecta la adsorción de colorantes, sin embargo, la variación de pH no tiene ninguna influencia. Al contrario que en la adsorción de los fármacos. En cuanto al proceso biológico adaptado, se ha comprobado el potencial de tres hongos ligninolíticos (Trametes versicolor, Ganoderma lucidum y Irpex lacteus) para la decoloración de un colorante de la industria de curtidos. Los resultados indican que Trametes versicolor es la mejor cepa tanto en términos de extensión y rapidez en la decoloración. Tanto en procesos en discontinuo como en discontinuos repetidos en un reactor fluidizado por pulsos de aire y con reuso de biomasa muestra que la capacidad de decoloración del hongo es del 86-89% y no disminuye durante los discontinuos repetidos a pesar de la baja actividad enzimática detectada. Se ha evidenciado que la lacasa es una enzima involucrada en la biodegradación y que el fenómeno de adsorción que ocurre en la biomasa fúngica. Finalmente, la combinación del tratamiento mediante hongos y la adsorción en adsorbentes de bajo coste puede ser una estrategia adecuada para depurar efluentes complejos.