Application of biomaterials in aquatic contaminated environments

Abstract

The recovery of waste produced in various activities and allowing its return to the productive system within the goal of zero waste and as one of the maxims of the circular economy allows an improvement of both economic and environmental sustainability. These waste, both organic and inorganic, can be used for their application in environmental remediation processes. The presence of emerging pollutants in aquatic environments represents a significant problem given the pernicious effects they generate in living beings and their elimination focuses on new research for their elimination with various technologies such as adsorption and where it is required to obtain new more effective adsorbents . In this thesis project, we intend to develop new biomaterials for the treatment of aquatic environments contaminated with emerging pollutants of diverse nature. For this, it is proposed, on the one hand, to evaluate a mixture of different adsorbent biomaterials (such as agro-industrial waste) as well as the production of different carbonaceous materials obtained by various pretreatments followed by thermal treatments, which will be optimized, of these residues. The new adsorbents will be characterized and the elimination of representative compounds of contamination in polluted effluents will be investigated both individually and combined, relying on tools such as the design of experiments. The benignity of the proposed remediation strategies will be determined through toxicity analysis. The operating conditions will be optimized and the laboratory scale system will be studied both in discontinuous and continuous treatments, which will allow the simulation of the process through computer tools and facilitate its scaling.

La valorización de residuos producidos en diversas actividades y que permita su retorno al sistema productivo dentro del objetivo de residuos cero y como una de las máximas de la economía circular permite una mejora de la sostenibilidad tanto económica como medioambiental. Dichos residuos, tanto orgánicos como inorgánicos, pueden ser empleados para su aplicación en procesos de remediación ambiental. La presencia de contaminantes emergentes en ambientes acuáticos representa una significativa problemática dados los efectos perniciosos que estos generan en los seres vivos y su eliminación focaliza nuevas investigaciones para su eliminación con diversas tecnologías como es la adsorción y donde se requiere la obtención de nuevos adsorbentes más eficaces. En el presente proyecto de Tesis se pretenden desarrollar nuevos biomateriales para el tratamiento de ambientes acuáticos contaminados con contaminantes emergentes de naturaleza diversa. Para ello, se propone, por una parte, evaluar una mezcla de diferentes biomateriales adsorbentes (tales como residuos agroindustriales) así como la producción de diferentes materiales carbonosos obtenidos mediante diversos pretratamientos seguidos de tratamientos térmicos, que se optimizarán, de estos residuos. Los nuevos adsorbentes se caracterizarán y se investigará la eliminación de compuestos representativos de contaminación en efluentes contaminados tanto a nivel individual como combinados apoyándose en herramientas como el diseño de experimentos. Se determinará la benignidad de las estrategias de remediación propuestas mediante análisis de toxicidad. Se optimizarán las condiciones de operación y se estudiará el sistema a escala laboratorio tanto en tratamientos en discontinuo como en continuo, lo que permitirá la simulación del proceso mediante herramientas informáticas y facilitará su escalado.

A recuperación de residuos producidos en diversas actividades e permitir o seu regreso ao sistema produtivo dentro da meta de cero residuos como unha economía circular superior permite unha mellora tanto na sustentabilidade económica e ambiental. Estes residuos, tanto orgánicos como inorgánicos, pódense utilizar para a súa aplicación nos procesos de remediación ambiental. A presenza de contaminantes emerxentes en ambientes acuáticos representa un problema significativo, dado os efectos destrutivos que xeran nos organismos vivos ea súa eliminación céntrase máis investigacións para eliminación con varias tecnoloxías, como a adsorção e onde a obtención de novos adsorbentes máis eficaz require . No presente proxecto de tese pretende desenvolver novos biomateriais para o tratamento de contaminados con contaminantes de varias naturezas ambientes acuáticos emerxente. Para estes efectos, propón-se, por unha banda, para avaliar unha mestura de diferentes biomateriais adsorbentes (tales como residuos agro-industriais) ea produción de diferentes materiais carbonáceos obtidos por varios pre-tratamentos seguido tratamentos de calor a ser optimizado, destes residuos. Novos adsorbentes caracterizado e retirada de compostos representativos de contaminación contaminado tanto individualmente e efluentes combinados foron investigadas como ferramentas baseándose na concepción de experiencias. A benignidade das estratexias de remediación propostas determinaranse mediante a análise de toxicidade. as condicións de funcionamento foron optimizados eo sistema será estudada en ambos escala tratamento de lote e de laboratorio continuo, permitindo que a simulación do proceso utilizando ferramentas e facilitar o seu dimensionamento.