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Aplicación del análisis del ciclo de vida en el estudio ambiental de diferentes procesos avanzados de oxidación / por Nilbia Ruiz Fernández ; [dirigida por: Xavier Domènech y Antúnez y José Peral Pérez]
Ruiz Fernández, Nilbia
Peral Pérez, José, dir. (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals

Publicació: Bellaterra: Universitat Autònoma de Barcelona, 2010
Resum: La Química Verde es una disciplina reciente de la química cuyo objetivo es diseñar compuestos y procesos químicos que reduzcan o eliminen la generación de sustancias peligrosas para la salud humana y el medio ambiente, haciendo un uso sostenible de los recursos. Para cuantificar ambientalmente las mejoras introducidas en una reacción química de acuerdo con estrategias de Química Verde, o bien para comparar distintas alternativas, se requiere realizar balances de cargas ambientales y valorar éstas. En la presente tesis doctoral se presenta un modo de llevar a cabo esta valoración ambiental en el caso de la comparación de distintas alternativas. La tesis doctoral se centra en la evaluación ambiental de diferentes procesos avanzados de oxidación. Sobre la investigación de estos procesos se esta dedicando actualmente muchos recursos, estos son fundamentalmente de nuevas tecnologías para el tratamiento de efluentes contaminantes procedentes de diferentes tipos de actividades, particularmente agrícolas e industriales de los sectores químico, papelero, textil, etc. En particular, la tesis doctoral se ha centrado en la aplicación del Análisis del Ciclo de Vida (ACV) a los tratamientos de disoluciones acuosas de ácido salicílico y del tinte sintético Procion Red H-E7B mediante métodos de oxidación avanzada como son el proceso Fenton, foto-Fenton y la Fotocatálisis Heterogénea con posterior uso o no de un tratamiento biológico. En el primer capítulo de la tesis correspondiente a la introducción, se detalla de forma clara y concisa los principales fundamentos del ACV, incluyendo su metodología, así como los procesos de oxidación avanzada de Fenton, foto-Fenton y Fotocatálisis Heterogénea, conjuntamente con el acoplamiento con un tratamiento biológico. El ACV se centra en considerar el consumo de energía eléctrica, el costo de la producción de los compuestos químicos empleados en todo el proceso y los gastos originados en la depuración química y biológica de las aguas residuales resultantes. El cálculo del ACV se hace mediante programas estándares donde se tiene en cuenta hasta 10 factores que influyen en la salud humana, los recursos naturales, el medio ambiente, etc. El segundo capítulo de materiales y métodos explica en detalle los diferentes sistemas experimentales empleados y los métodos de cálculo del ACV. El tercer capítulo de resultados y discusión se presenta en dos partes bien diferenciadas. En la primera de ellas, se señalan los datos obtenidos en tratar el ácido salicílico y se realiza su ACV, como resultados más importantes se obtiene que el proceso de foto-Fenton es el menos impactante y que una especia inocua como el peróxido de hidrógeno da lugar a menos toxicidad. Por otro lado, la segunda parte estudia la determinación del ACV para el tratamiento del tinte Procion Red H-E7B estudiado previamente por el grupo de investigación. En las diferentes etapas se indica de forma clara los parámetros empleados para evaluar esta parte, las aproximaciones hechas, los datos obtenidos y las ideas que pueden dar lugar a su mejora, de esta parte se deduce que el acoplamiento foto-Fenton-biológico hace disminuir el impacto ambiental del proceso. Estos resultados son muy significativos cuando abren las puertas a un estudio profundo del ACV en la degradación de compuestos tóxicos por procesos inducidos por luz solar, lo cuál favorecería la disminución del impacto ambiental en evitar las actuales irradiaciones con una lámpara UV y el consecuente ahorro energético. Por otro lado, los resultados obtenidos permiten extender la investigación para realizar un estudio más riguroso de posteriores acoplamientos biológicos.
Resum: The Green Chemistry is a young chemical discipline, which aims at designing chemical compounds and processes that reduce or eliminate the production of substances dangerous for the human health and the environment by a sustainable use of the resources. In order to quantify environmentally the improvements introduced to a chemical reaction in compliance with the Green Chemistry strategies or in order to compare various possibilities it is required to carry out the balances of environmental charges and evaluate them. In the herein doctoral thesis the manner of carrying out this environmental evaluation is presented in the case of comparing various possibilities. The doctoral thesis is focused on the environmental evaluation of various advanced oxidation processes. Many resources are being nowadays applied to investigate these processes which are basically the new technologies for processing the polluting liquids coming from different kinds of activities, especially the agriculture and industrial from chemical, paper manufacture, textile and other sectors. The doctoral thesis is particularly focused on the application of Life Cycle Analyse (LCA) to the processing of watery solutions and salicylic acid and synthetic dye Procion Red H-E7B through advanced oxidation methods such as Fenton, photo-Fenton and a Heterogeneous Photocatalysis process, with, a subsequent use of biological processing included or not. In the first chapter of the thesis, following the introduction, the most important basis of LCA are clearly and concisely enumerated including their methodology as well as the advanced oxidation processes such as Fenton, photo-Fenton and a Heterogeneous Photocatalysis together with the biological processing. The LCA is mainly focused on considering the electrical energy consumption, chemical compound production cost throughout the whole processes and the costs incurred by chemical and biological purification of resulting residual waters. The LCA estimate is carried out by standard programs which take into consideration up to 10 factors affecting human health, natural resources, the environment etc. The second chapter focused on the materials and methods explains in details the different experimental systems applied and ways of estimating the LCA. The third chapter is about the results and the discussion, presented in two, well defined parts. In the first part the data achieved during the processing the salicylic acid are indicated and their LCA is carried out. The most important results are that photo - Fenton process is the least powerful and a watery substance such as hydrogen peroxide causes less toxicity. On the other hand, the second part analyses the importance of LCA for the Procion Red H-E7B dye processing, previously analysed by an investigation group. On different stages the parameters applied to evaluate this part are clearly indicated as well as the approach, the data obtained and the ideas how to improve them. This part allows to deduce that adding the biological photo-Fenton helps decrease the environmental impact of the process. These results are highly important if they launch a deep LCA study in degradation of toxic compounds by processes induced by solar light, which would help decrease environmental impact avoiding the present radiations of UV lamps and the consequent energetic savings. On the other hand the obtained results let extend the investigation in order to realise stricter analyses of subsequent biological processes.
Nota: Bibliografia
Nota: Tesi doctoral - Universitat Autònoma de Barcelona. Facultat de Ciències, Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals, 2007
Nota: Descripció del recurs: el 1 de febrer de 2011
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Llengua: Castellà.
Document: Tesis i dissertacions electròniques ; doctoralThesis
Matèria: Cicle de vida del producte ; Anàlisi ; Química ambiental ; Aplicacions industrials ; Oxidació-reducció, Reacció ; Bacteris grampositius
ISBN: 978-84-693-2041-9

Adreça alternativa:: http://hdl.handle.net/10803/5820


189 p, 953.9 KB

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