Grupo de Ingeniería Química y Ambiental

Procesos de Depuración de Aguas Residuales

Desarrollo de tecnologías avanzadas de oxidación para la eliminación de contaminantes de aguas urbanas e industriales
Los procesos avanzados de oxidación (AOPs) se definen como “procesos de tratamiento de aguas a presión y temperatura cercanas a las ambientales y que implican la generación de radicales hidroxilo en cantidades suficientes para purificar el agua”. Estos radicales son especies altamente inestables y reactivas, con alto poder oxidante y elevada velocidad de reacción, que atacan a moléculas orgánicas, y además caracterizados por su baja selectividad en el ataque oxidativo, siendo este atributo uno de los objetivos para su aplicación en el tratamiento de aguas residuales Este tipo de procesos utilizando diferentes agentes oxidantes (O2, O3, H2O2) y en combinación con múltiples sistemas catalíticos han ganado un gran interés en los últimos años para la eliminación de compuestos poco biodegradables, refractarios a la degradación química y elevada toxicidad tanto en aguas urbanas como industriales. Recientemente, destaca el creciente interés de la aplicación de este tipo de procesos para la eliminación de contaminantes emergentes (fármacos, productos de higiene y cuidado personal, tensoactivos, surfactantes, esteroides, hormonas o productos formados durante la desinfección del agua), no regulados, pero potencialmente muy peligrosos para el medio ambiente.
Los AOPs estudiados en el grupo de investigación son: fotocatálisis, foto-electrocatálisis, procesos tipo-Fenton, y procesos sono-catalíticos. En todos ellos la investigación va dirigida al diseño de catalizadores heterogéneos de elevada actividad y estabilidad y que presenten mejoras con respecto a los catalizadores convencionales para el tratamiento de aguas residuales industriales y urbanas y con especial interés en el diseño de foto-reactores. También, se trabaja en el diseño de nuevos procesos acoplados de alta eficacia mediante la combinación de diferentes procesos de oxidación avanzada: sono-foto-Fenton; Fenton-biológico; AOPs y tecnología de membranas. Las tecnologías desarrolladas se han aplicado para la eliminación de compuestos orgánicos de baja biodegradabilidad de aguas residuales industriales, la eliminación de contaminantes emergentes de los efluentes del tratamiento biológico de diferentes EDAR o de cauces naturales y en procesos de desinfección fotocatalítica.

Adsorción de metales pesados en fase líquida
La contaminación de las aguas por metales pesados es uno de los grandes problemas medioambientales debido a su elevada toxicidad. Mercurio, cadmio y plomo y sus compuestos están incluidos como sustancias prioritarias en el ámbito de la política de aguas de acuerdo con la directiva Marco de la Unión Europea. Bajo esta línea de investigación se trabaja en el desarrollo de materiales adsorbentes silíceos mesoestructurados funcionalizados con grupos quelantes que contienen azufre y nitrógeno orgánico, optimizando la preparación de los mismos así como estudiando las variables físico-químicas de los procesos de adsorción de los metales citados en sus formas orgánica e inorgánica.

Tecnología de membranas
La tecnología de membranas para el tratamiento de aguas residuales está adquiriendo una relevancia cada vez mayor debido a su versatilidad y a la posibilidad de combinarse con otros procesos complementarios químicos o biológicos. En nuestro caso, el objetivo que se persigue con la utilización de la tecnología de membranas es la separación selectiva de compuestos orgánicos de peso molecular bajo o medio, incluyendo compuestos farmacéuticos, que resultan tóxicos a muy baja concentración y que, con frecuencia, son difícilmente biodegradables. Para tal fin, se emplean membranas poliméricas comerciales tanto de nanofiltración como de ósmosis inversa. El estudio de los parámetros físico-químicos que puedan resultar determinantes en el funcionamiento de la membrana sobre la retención de los compuestos anteriormente citados marca la estrategia de la investigación que se lleva a cabo en esta línea.

Proyectos de investigación financiados en los últimos años:

Red madrileña de tratamientos avanzados para aguas residuales con contaminantes no biodegradables (REMTAVARES) (S-2009/AMB/1588).

Entidad Financiadora: Comunidad de Madrid, Programa de Actividades de I+D entre Grupos de Investigación de la Comunidad de Madrid

  • Año de Inicio: 2010
  • Año de Terminación: 2013

Utilización de procesos fotocatalíticos y de adsorción para el tratamiento de aguas residuales contaminadas con especies metálicas (CTM2009-08649).

Entidad Financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación (CTM2009-08649)

  • Año de Inicio: 2010
  • Año de Terminación: 2012

Laboratorio de análisis de aguas dentro de la red madrileña de tratamientos avanzados para aguas residuales con contaminantes no biodegradables (REMTAVARES)

Entidad Financiadora: URJC-CAM (Programa de Actividades de I+D entre grupos de Investigación de la Comunidad de Madrid)

  • Año de Inicio: 2010
  • Año de Terminación: 2013

Procesos de bioxidación avanzada y fotocatalíticos para la eliminación de contaminantes emergentes

Entidad Financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación

  • Año de Inicio: 2012
  • Año de Terminación: 2014

Procesos fotocatalíticos y de adsorción para la eliminación de contaminantes preferentes (arsénico y cromo) en sistemas acuosos

Entidad Financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad

  • Año de Inicio: 2013
  • Año de Terminación: 2016

Mainline Nitrogen, Phosphorous, and Carbon Recovery through Phototrophic Bacteria

Entidad Financiadora: Smart Water Fund 2013-2016. Project ID 10OS – 023. Clearwater, EPA Victoria, Municipal Association of Victoria (MAV) and the Stormwater Industry Association of Victoria (SIAV)

  • Año de Inicio: 2013
  • Año de Terminación: 2017

Resource Recovery from Wastewater. Project C2.1.

Entidad Financiadora: CRC for Water Sensitive Cities

  • Año de Inicio: 2013
  • Año de Terminación: 2017

Red madrileña de tratamientos avanzados de aguas residuales Proyecto S2013/MAE-2716

Entidad Financiadora: Universidad Rey Juan Carlos - LAGUA

  • Año de Inicio: 2014
  • Año de Terminación: 2018

Integrated processes for monitoring and treatment of emerging contaminants for water reuse (MOTREM) Water JPI JPIW2013-121

Entidad Financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad - Acciones de Programación Conjunta Internacional -

  • Año de Inicio: 2014
  • Año de Terminación: 2017

EVALUACIÓN DE LA ELIMINACIÓN DE CIANUROS EN AGUAS MODELO Y AGUAS REALES MEDIANTE PROCESOS AVANZADOS DE OXIDACIÓN FOTOASISTIDOS

Entidad Financiadora: Arcelor Mittal

  • Año de Inicio: 2014
  • Año de Terminación: 2015

Development and evaluation of novel photochemical and biological processes for treatment and reuse of water in food industries (Water4Food)

Entidad Financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad - Acciones de Programación Conjunta Internacional -

  • Año de Inicio: 2015
  • Año de Terminación: 2017

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