{"id":103572,"date":"2010-10-09T00:00:00","date_gmt":"2010-10-09T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/tratamiento-de-aguas-procedentes-de-una-central-termica-de-ciclo-combinado-mediante-procesos-de-oxidacion-avanzada\/"},"modified":"2010-10-09T00:00:00","modified_gmt":"2010-10-09T00:00:00","slug":"tratamiento-de-aguas-procedentes-de-una-central-termica-de-ciclo-combinado-mediante-procesos-de-oxidacion-avanzada","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/eliminacion-de-residuos\/tratamiento-de-aguas-procedentes-de-una-central-termica-de-ciclo-combinado-mediante-procesos-de-oxidacion-avanzada\/","title":{"rendered":"Tratamiento de aguas procedentes de una central t\u00e9rmica de ciclo combinado mediante procesos de oxidaci\u00f3n avanzada"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Israel San Martin Alba <\/strong><\/h2>\n<p>El agua es un recurso natural que, en las \u00faltimas d\u00e9cadas, ha sido explotado en la agricultura y la industria sin tener en cuenta los efectos que sobre el medioambiente podr\u00edan tener dichas actividades en relaci\u00f3n con su calidad. En los \u00faltimos a\u00f1os, cada vez m\u00e1s, escuchamos t\u00e9rminos como sostenibilidad medioambiental, impacto ambiental, etc. Nuevas legislaciones m\u00e1s estrictas en cuanto a la calidad de los vertidos han ido surgiendo, principalmente en los pa\u00edses desarrollados. Existe una mayor sensibilizaci\u00f3n hacia estos temas, tanto por parte de la ciudadan\u00eda como de los poderes p\u00fablicos y los sectores que, habitualmente, son los causantes de la contaminaci\u00f3n de las aguas.  especialmente caracter\u00edstico de los usos industriales del agua en los tiempos modernos es la enorme importancia que tiene en ellos el alto consumo en la generaci\u00f3n de energ\u00eda (m\u00e1s del 50 % del consumo industrial del agua corresponde a centrales t\u00e9rmicas y nucleares). Teniendo en cuenta que el n\u00famero de instalaciones t\u00e9rmicas para generaci\u00f3n de energ\u00eda va en aumento cada a\u00f1o, es necesario estudiar y dise\u00f1ar procesos para la depuraci\u00f3n de estas grandes cantidades de agua, adaptados a la realidad de cada planta y de la correspondiente legislaci\u00f3n. A trav\u00e9s de esta investigaci\u00f3n se pretende desarrollar una propuesta de tratamiento eficaz para las aguas procedentes del lavado del gas de s\u00edntesis generado en las centrales t\u00e9rmicas de gasificaci\u00f3n integrada en ciclo combinado (gicc). Algunos de los contaminantes m\u00e1s caracter\u00edsticos de estas aguas son los cianuros, el contenido en materia org\u00e1nica (un porcentaje importante en forma de formiatos), fluoruros, s\u00f3lidos en suspensi\u00f3n, amoniaco, sulfuros, cloruros y sulfatos. De \u00e9stos, podemos destacar los cianuros (sustancia clasificada como peligrosa por la epa) y la materia org\u00e1nica como objetivos principales de cara a un posible tratamiento alternativo a los ya existentes, ya que, antes del tratamiento, suelen estar en concentraciones muy superiores a los l\u00edmites de vertido permitidos por la confederaci\u00f3n hidrogr\u00e1fica correspondiente.  las t\u00e9cnicas convencionalmente empleadas para el tratamiento de aguas cianuradas comprenden procesos como la cloraci\u00f3n o la oxidaci\u00f3n qu\u00edmica mediante ozono. Sin embargo, estos procesos necesitan grandes cantidades de reactivos para garantizar tasas elevadas de degradaci\u00f3n de contaminantes, lo que supone unos costes muy elevados. Adem\u00e1s, en el caso de la cloraci\u00f3n, hay que tener en cuenta los costes adicionales producidos al trabajar en condiciones de ph b\u00e1sico y la generaci\u00f3n de intermedios altamente t\u00f3xicos que, junto con el cloro residual, suponen un riesgo para el medioambiente y obligan a un tratamiento posterior para su eliminaci\u00f3n. A partir del siglo pasado, principalmente en la segunda mitad, se han realizado numerosos trabajos que estudian y proponen tratamientos alternativos para este tipo de aguas cianuradas y con otros contaminantes org\u00e1nicos t\u00f3xicos o resistentes a los tratamientos tradicionales. Dentro de estas t\u00e9cnicas podemos destacar los procesos de oxidaci\u00f3n avanzada (poas), que han mostrado una gran efectividad en la destrucci\u00f3n de compuestos refractarios, y que se caracterizan por utilizar de forma simult\u00e1nea combinaciones de oxidantes cl\u00e1sicos como, por ejemplo, ozono, radiaci\u00f3n ultravioleta y per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, con el fin de generar radicales m\u00e1s oxidantes que \u00e9stos, generalmente radicales hidroxilo (\u00c2\u00bfoh). Dentro de estos procesos, la fotocat\u00e1lisis heterog\u00e9nea, principalmente con tio2 como catalizador, y la fotocat\u00e1lisis homog\u00e9nea mediante el proceso foto-fenton, son los m\u00e1s ampliamente estudiados y con mayor proyecci\u00f3n industrial.  en este trabajo de investigaci\u00f3n se han realizado ensayos con diferentes poas, con el fin de seleccionar aquellos que mejor resultado ofrecen en el tratamiento de aguas procedentes de centrales t\u00e9rmicas gicc y optimizar su funcionamiento. Previamente, se aplic\u00f3 un tratamiento f\u00edsico-qu\u00edmico al agua mediante coagulaci\u00f3n-floculaci\u00f3n, para adecuar algunos par\u00e1metros de la misma de cara a su posterior tratamiento fotocatal\u00edtico. Concretamente, se persigue la eliminaci\u00f3n de s\u00f3lidos en suspensi\u00f3n y de fluoruros para evitar posibles efectos inhibidores en el proceso de fotocat\u00e1lisis. De esta manera, se han optimizado las dosis de coagulante (15,9 g\/g f-) y de floculante (0,02 g\/g f-), y se ha estudiado el efecto del ph en el rango entre 9,5 y 12, observando que la eliminaci\u00f3n de estas sustancias disminuye conforme aumenta \u00e9ste.  una vez optimizado el tratamiento previo f\u00edsico-qu\u00edmico, se han realizado una serie de experimentos preliminares, en instalaciones a escala de laboratorio, empleando los siguientes tratamientos sin optimizar: h2o2, fenton, tipo-fenton, fot\u00f3lisis uv, uv\/h2o2, foto-fenton, foto-tipo-fenton y uv\/h2o2\/tio2. A partir de los resultados obtenidos, se han determinado como t\u00e9cnicas m\u00e1s adecuadas para el tratamiento de las aguas de estudio la fotocat\u00e1lisis heterog\u00e9nea y la fotocat\u00e1lisis homog\u00e9nea mediante los procesos foto-tipo-fenton y foto-fenton.  a continuaci\u00f3n, se ha profundizado en el estudio de cada uno de estos tratamientos. En una primera etapa, a escala de laboratorio, se han realizado diversos dise\u00f1os factoriales de experimentos con el fin de optimizar el tratamiento de fotocat\u00e1lisis heterog\u00e9nea, comparando dos catalizadores distintos (tio2 y zno) y estudiando tambi\u00e9n la influencia del ph en el proceso. Tras ajustar con redes neuronales artificiales (rnas) los resultados, obtenemos unas constantes cin\u00e9ticas de degradaci\u00f3n de cianuros y formiatos de 0,4 min-1 y 0,09 min-1, respectivamente, siendo m\u00e1s lenta la degradaci\u00f3n con zno que con tio2. Esto equivale a porcentajes de degradaci\u00f3n del 100 % de cianuros en 10 minutos y del 98 % de formiatos en aproximadamente 35 minutos. Sin embargo, las dosis de h2o2 y catalizadores empleadas para alcanzar estos resultados son excesivamente elevadas, lo que supone un inconveniente si se quiere plantear una posible aplicaci\u00f3n industrial del proceso. Por otro lado, la recuperaci\u00f3n de catalizador es tambi\u00e9n un proceso adicional costoso.  en cuanto a la optimizaci\u00f3n del proceso foto-tipo-fenton, se ha realizado un dise\u00f1o factorial compuesto central, desarrollado tambi\u00e9n a escala de laboratorio, empleando cu(ii) como catalizador. Los resultados obtenidos, tras el ajuste mediante redes neuronales, muestran la eficacia del tratamiento, alcanzando el 100 % de eliminaci\u00f3n de cianuros en 60 minutos y el 80 % para los formiatos en 180 minutos. Sin embargo, la concentraci\u00f3n de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno empleada es, de nuevo, excesivamente elevada desde un punto de vista industrial.  partiendo de estos inconvenientes que presentan tanto los procesos heterog\u00e9neos como la fotocat\u00e1lisis homog\u00e9nea con cobre, se han realizado, en una segunda etapa a escala de planta piloto, tres dise\u00f1os factoriales de experimentos para estudiar y optimizar el proceso de fotocat\u00e1lisis homog\u00e9nea foto-fenton. En los dos primeros se han tratado aguas con contenido en cianuros y hcoo- con el objetivo de estudiar la degradaci\u00f3n de ambos contaminantes, realizando una \u00fanica adici\u00f3n de h2o2 al inicio de cada ensayo. En el tercero, se ha estudiado en profundidad la mineralizaci\u00f3n de materia org\u00e1nica, introduciendo algunas modificaciones en el proceso foto-fenton, como la dosificaci\u00f3n del per\u00f3xido de forma continua, para evitar un posible efecto atrapador de radicales \u00c2\u00bfoh, y la incorporaci\u00f3n de una fuente extra de ox\u00edgeno molecular mediante la adici\u00f3n de aire. Tras ajustar los resultados con redes neuronales, se obtienen porcentajes de degradaci\u00f3n similares a los obtenidos con los procesos anteriores, aunque para tiempos mayores de tratamiento, debido entre otras cosas al empleo de plantas piloto que tratan mayores vol\u00famenes de agua residual. Sin embargo, las concentraciones de h2o2 y de catalizador son significativamente menores, haciendo el proceso m\u00e1s factible industrialmente que el resto de los tratamientos ensayados.  finalmente, se realiz\u00f3 un dise\u00f1o factorial de experimentos para estudiar la viabilidad del proceso solar-fenton empleando luz solar en lugar de radiaci\u00f3n uv artificial. En este caso, el proceso est\u00e1 asistido mediante ferrioxalato, lo que se consigue adicionando al agua \u00e1cido ox\u00e1lico en presencia de fe(iii). La te\u00f3rica p\u00e9rdida de efectividad en la degradaci\u00f3n de contaminantes al emplear luz solar se compensa gracias a la fotoactividad de los complejos de ferrioxalato formados, que absorben radiaci\u00f3n en el rango uv-a y el visible. De esta forma, se obtienen porcentajes de degradaci\u00f3n del 100 % para cianuros y de 80 % para el cot, con una energ\u00eda acumulada de 250 wh (aproximadamente 3 horas, en funci\u00f3n de las condiciones climatol\u00f3gicas), lo que confirma las posibilidades de aplicaci\u00f3n de este tipo de tratamientos menos costosos y medioambientalmente m\u00e1s respetuosos.  para completar este trabajo de investigaci\u00f3n, se ha realizado un estudio econ\u00f3mico preliminar del proceso foto-fenton con dosificaci\u00f3n continua de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno y adici\u00f3n de aire, seleccionado como \u00f3ptimo para el tratamiento del agua procedente de centrales t\u00e9rmicas gicc, con el fin de valorar la viabilidad industrial del proceso. De esta manera, el coste del metro c\u00fabico de agua tratada (83 % de mineralizaci\u00f3n) en estas condiciones es de 6,8 \u00e2,\u00ac.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Tratamiento de aguas procedentes de una central t\u00e9rmica de ciclo combinado mediante procesos de oxidaci\u00f3n avanzada<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Tratamiento de aguas procedentes de una central t\u00e9rmica de ciclo combinado mediante procesos de oxidaci\u00f3n avanzada <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Israel San Martin Alba <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Castilla-la mancha<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 10\/09\/2010<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Jos\u00e9 Mar\u00eda Monteagudo Mart\u00ednez<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: paula S\u00e1nchez paredes <\/li>\n<li>Mar\u00eda  pilar Coca llanos (vocal)<\/li>\n<li>Mar\u00eda Jos\u00e9 L\u00f3pez mu\u00f1oz (vocal)<\/li>\n<li>alicia Carrero fernandez (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Israel San Martin Alba El agua es un recurso natural que, en las \u00faltimas d\u00e9cadas, ha sido 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