Tesis Adriana Souza de Oliveira

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Tratamiento y valorización de aguas residuales a través de reformado en fase acuosa

Esta tesis evalúa la aplicación del proceso de reformado en fase acuosa (APR) para el tratamiento y valorización simultáneos de aguas residuales, principalmente con el objetivo de producir H_2.

El reformado en fase acuosa (APR) es una alternativa atractiva para la producción de H₂ y alcanos a partir de compuestos derivados de la biomasa. En la bibliografía se pueden encontrar buenos resultados para una variedad de compuestos modelo, aunque algunos estudios han demostrado que el coste de la materia prima puede ser una carga importante para la aplicación del APR. En este sentido, el uso de APR podría extenderse al tratamiento de aguas residuales derivadas de biomasa, integrando así el tratamiento de aguas residuales y la valorización de los efluentes. Esta nueva aplicación potencial podría ser de especial interés en el caso de aguas residuales que son difíciles de tratar con tecnologías convencionales y para industrias que producen grandes volúmenes de aguas residuales con altas cargas de compuestos orgánicos derivados de la biomasa. En consecuencia, el objetivo principal de este trabajo es evaluar la aplicación del proceso de APR para el tratamiento y valorización simultáneos de aguas residuales.

Para evaluar la sensibilidad del proceso al tipo y concentración de contaminantes orgánicos, carga orgánica, pH, salinidad y relación C:O, se trataron diferentes tipos de aguas residuales industriales por APR, con el foco principalmente en la producción de H₂. Además, se ha investigado el efecto de algunos parámetros del proceso sobre el rendimiento catalítico, como la temperatura de reacción, la concentración de aguas residuales y la adición de bases e impurezas. En este trabajo, se utilizaron principalmente catalizadores de Pt, de acuerdo con el mejor desempeño presentado para la producción de H₂. Asimismo, en algunos experimentos también se han utilizado catalizadores bimetálicos basados en Pt (PtRe y PtPd). En la preparación de los catalizadores, se han utilizado diferentes materiales basados en carbono como soportes y se ha investigado el efecto de la composición química, la estructura y las propiedades de textura del soporte y el metal activo sobre el comportamiento catalítico.

Otro objetivo de este trabajo es la evaluación de la estabilidad de los catalizadores. La desactivación del catalizador es un tema relevante en los estudios APR, por lo que se ha evaluado la estabilidad del catalizador para la mayoría de los tipos de aguas residuales tratadas, con el fin de comprender los factores que afectan la desactivación y cómo reducirla. Por último, se acoplaron dos procesos al APR (hidrogenación y oxidación húmeda catalítica con aire (CWAO)). La hidrogenación se ha realizado como pretratamiento de la APR de azúcares con el objetivo de incrementar la producción de H₂ y reducir la formación de depósitos carbonosos, mientras que la CWAO se ha utilizado para degradar compuestos fenólicos en intermedios que podrían convertirse más fácilmente mediante el proceso APR, evitando algunos inconvenientes de la APR directa de compuestos fenólicos.

En relación con la estructura, esta tesis se basa en ocho artículos originales, seis de ellos ya publicados y el resto en proceso de publicación. La autora de la tesis es la autora principal de casi todos los artículos, donde su contribución incluye el desarrollo de los procedimientos experimentales, el análisis de los resultados, así como la redacción y edición de los mismos.