“NANOH20”- Desarrollo de nuevos sistemas de depuración fotocatalítica de aguas residuales mediante la utilización de nanocompuestos reutilizables

ABSTRACT

Los contaminantes procedentes de las aguas municipales e industriales consisten en una combinación de materia orgánica e inorgánica, aceites, grasas, sustancias tóxicas, y microorganismos patógenos. Estos vertidos, sin un tratamiento apropiado, presentan potencialmente un elevado peligro de infección y toxicidad para la población, especialmente en el caso de los contaminantes xenobióticos o recalcitrantes donde actualmente existe un grave problema en la eliminación de los vertidos. Consiste en desarrollar nuevas técnicas de depuración fotocatalítica de aguas mediante la utilización de nanomateriales recuperables y reutilizables basados en nanopartículas con efecto fotocatalítico. En los últimos años se han llevado a cabo numerosas investigaciones en las que se observa la elevada efectividad que ciertas nanopartículas presentan para la oxidación, adsorción y eliminación de contaminantes, especialmente orgánicos, e incluso como biocidas. Es por ello que se espera de las nanopartículas un papel crucial en las futuras técnicas de depuración de aguas.

Proceso de síntesis de magnetita
Proceso de síntesis de magnetita

OBJETIVOS

Dado la crisis global referente al agua, se necesita desarrollar nuevos métodos para la descontaminación de agua. La nanotecnología es una herramienta ineludible para esta tarea. Nanomateriales de diferentes composiciones tamaños y formas han encontrado aplicaciones en numerosas áreas tecnológicas. En particular, los complejos de nanomateriales no sólo combinan los avances de los nanomateriales individuales sino que además pueden llevar a propiedades noveles, inalcanzables mediante otros métodos; es por ello que sin dilación estos deben ser explotados. Aunque hay nanomateriales con demostrado efecto fotocatalítico, no existe un sistema de depuración fotocatalítica de contaminantes capaz de mantener una elevada efectividad evitando la lixiviación de los nanocompuestos en suspensión. Es por ello que la novedad del proyecto reside en la recuperación y reutilización de nanopartículas en suspensión para el tratamiento fotocatalítico de contaminantes recalcitrantes o refractarios. El objetivo general del proyecto es el desarrollo de nuevas técnicas de depuración fotocatalítica de aguas mediante la utilización de nanomateriales que sean recuperables y reutilizables. La solución al problema de la recuperación de nanopartículas en suspensiones acuosas es uno de los retos actuales a nivel tecnológico. Durante la ejecución del proyecto se realizará las síntesis de nanopartículas y nanocompuestos que se consideren fácilmente escalables al ámbito industrial. Asimismo se analizaran las diferentes estrategias a seguir para su recuperación. Dichas técnicas consistirán en funcionalizar las nanopartículas con compuestos con actividad magnética, de modo que se puedan recuperar con la aplicación de campos magnéticos. También se seguirá la estrategia de funcionalizar los (nano)fotocatalizadores de manera que se puedan anclar a una superficie determinada y permanecer fijos, o impregnar de nanopartículas sustratos porosos, etc.

RESULTADOS ESPERADOS

Los principales resultados del proyecto serán:

  • Desarrollo de sistemas fotocatalíticos de alta efectividad, mediante el empleo de nanotecnología, que puedan eliminar contaminantes orgánicos del agua, especialmente aquéllos de difícil eliminación como los recalcitrantes o ciertos contaminantes xenobióticos. Estos sistemas en los que se requiere de luz, bien solar o mediante lámparas ultravioletas, para la generación de especies activas, permitirán la eliminación de componentes orgánicos.
  • Desarrollo de nanosistemas que incluyan nanopartículas con actividad fotocatalítica, que permitan su reutilización o recuperación.
  • Desarrollo de métodos de análisis para determinar el grado de recuperación de nanosistemas o el grado de lixiviación si las nanopartículas se encontrasen ancladas.
  • Desarrollo de una unidad demostrativa a escala de laboratorio de depuración de contaminantes industriales.
  • Obtención de un sistema de depuración fotocatalítico con capacidad de ser empleado para el tratamiento de contaminantes persistentes o recalcitrantes, y que pueda deslocalizarse y aprovechar fuentes de energía renovables, como energía eólica o solar.

Financiado por: IVACE. Instituto Valenciano de la Competitividad Empresarial UE. Fondos FEDER (Una manera de hacer Europa).

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