Integración de procesos basada en preconcentración con membranas y oxidación electroquímica de sustancias poli- y perfluoroalquílicas en tratamiento de aguas industriales

Resumen

Las sustancias per- y polifluoroalquílicas (PFASs) han sido ampliamente utilizadas en una gran variedad de productos industriales y comerciales. Los PFASs de cadena larga, de carácter tóxico, bioacumulativo y persistente, están siendo actualmente retirados. Las nuevas alternativas fluoradas, como sus homólogos de cadena corta, son menos bioacumulativos pero igualmente persistentes. Aunque la oxidación electroquímica mediante ánodos de diamante dopado con boro logra la completa mineralización de los PFASs, su implantación a gran escala es un verdadero reto debido a su alto consumo energético y a las limitaciones de transferencia de materia como consecuencia de las bajas concentraciones en las que están presentes los contaminantes. Los procesos de membrana impulsados por gradiente de presión, como la nanofiltración o la ósmosis inversa, con capaces de retener de forma efectiva los PFASs, pero transfieren los contaminantes a una fase concentrada que requiere de tratamiento posterior. Por lo tanto, deben desarrollarse nuevas estrategias de sinergia de estas tecnologías de separación y destrucción, con el objetivo de superar sus limitaciones individuales. Esta tesis tiene como objetivo el desarrollo de procesos innovadores basados en la integración de preconcentración con membranas y tecnología de oxidación electroquímica en el tratamiento de PFASs actualmente implantados en la industria. Man-made per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) have been widely used in commercial and industrial products. Toxic, bioaccumulative and persistent long-chain PFASs are currently being phased-out by industrial manufacturers. New fluorinated alternatives such as their shorter-chained homologues are less bioaccumulative but equally persistent. Although electrochemical oxidation by means of boron doped diamond anodes achieves complete mineralization of PFASs, the high energy consumption and mass transfer limitations due to the low concentration of pollutants makes its large scale implementation an actual challenge. Pressure-driven membrane processes such as nanofiltration and reverse osmosis are able to effectively retain PFASs, but they transfer the pollutant to a concentrated phase that needs further treatment. Therefore, new synergy strategies must be developed to overcome the individual limitations of both destructive and separation technologies. This thesis aims to the development of innovative processes based on the integration of membrane pre-concentration and electrochemical oxidation of industrially implemented PFASs.