Aplicación de técnicas físico-químicas y microbiológicas para la degradación de contaminantes

Abstract

Desde comienzos del siglo XIX, la evolución industrial ha ocasionado el incremento en la variedad y cantidad de contaminantes que se liberan al medio ambiente generando graves problemas medioambientales, que pueden repercutir en la salud de los seres vivos. Para mitigar estos efectos negativos, se han desarrollado diferentes técnicas de remediación, que actualmente se están mejorando y en algunos casos rediseñando con objeto de incrementar su eficiencia y rentabilidad económica. En este contexto, en la presente Tesis se llevó a cabo diferentes estudios para el desarrollo de procesos físico-químicos y microbiológicos, capaces de eliminar contaminantes de diversa naturaleza en entornos acuáticos. Los principales procesos desarrollados en la presente Tesis, se basan en la aplicación de técnicas de adsorción y biorremediación. Todos ellos se caracterizan por su elevada efectividad y aplicabilidad, encuadrándose dentro de una estrategia europea de desarrollo sostenible. Para el desarrollo de técnicas de adsorción de bajo coste se evaluó la capacidad de adsorción de diferentes materiales, gran parte de ellos, residuos naturales o industriales. Se seleccionó una arcilla (la sepiolita), un residuo natural (la biomasa del macro alga parda Fucus vesiculosus) y de un residuo agroindustrial (la cáscara de castaña). Como contaminantes se evaluó una gran variedad, como Cr (VI), tintes, hidrocarburos policíclicos aromáticos (HAPs), pesticidas, etc. En cada proceso de adsorción se caracterizó el adsorbente, intentando incrementar su poder de adsorción con un pretratamiento de bajo coste, se realizaron cinéticas de adsorción e isotermas, y se realizó un escalado del proceso, tanto de forma real como simulada. Posteriormente, se abrieron nuevas vías de estudio en las cuales la regeneración y/o valorización de los adsorbentes se complementa mediante tratamientos biológicos. Paralelamente a estos estudios, mediante técnicas microbiológicas, se realizó un screening entre diversos hongos. Se seleccionaron los hongos Trichoderma longibrachiatum y Phlebia radiata, por su capacidad para degradar una gran variedad de contaminantes, tales como HPAs, pesticidas o sus precursores. También se evaluó su capacidad de formar biofilm, característica que se requiere para poder desarrollar sistemas de tratamiento de flujo continuo. Tras los esperanzadores resultados obtenidos a escala matraz, se procedió a su escalado en biorreactor, obteniendo resultados prometedores. Por último, se ha diseñado y simulado un sistema integrado secuencial para la eliminación de efluentes de contaminación mixta, que consta de un primer proceso de adsorción seguido de un proceso de biorremediación. Se concluye que la integración de ambas tecnologías, es una solución respetuosa con el medio ambiente, eficaz y sostenible, para el tratamiento de efluentes con contaminación biodegradable y no biodegradable.