Volatile Organic Compounds (VOCs) are one of the main groups of odour causing compounds in Waste Water Treatment Plants (WWTP). Adsorption technology is already established, in recent years the interest for the optimization of the costs associated with this technique has grown significantly. In particular, there are different options, from the use of low cost adsorbents, to reducing costs associated with carbon regeneration process. In this thesis, the adsorption of the three VOCs on sewage sludge based adsorbents was studied. It was proved that adsorbents obtained by chemical activation of sewage sludge with alkaline hydroxides are comparable to commercial activated carbons (ACs). Likewise, the adsorption of multicomponent gaseous streams was also studied. Related to the ACs regeneration, it was proposed a regeneration treatment of VOC saturated ACs with H2O2 based on advanced oxidation processes (AOP). The influence of the surface chemistry of ACs in this regeneration process was also studied. / Los compuestos orgánicos volátiles (COVs) son unos de los principales compuestos causantes de olores en las emisiones de EDARs. La adsorción es una técnica ampliamente utilizada para la eliminación de COVs en corrientes gaseosas y en los últimos tiempos ha crecido significativamente el interés para la optimización de los costes relacionados con esta técnica. En esta tesis se estudió el proceso de adsorción tres COVs en adsorbentes preparados a partir de lodos de EDAR, comprobando que adsorbentes obtenidos mediante activación química de lodos de depuradora son comparables a carbones activados comerciales (CAs). También se estudió la adsorción de corrientes multicomponente de COVs. En referencia a la regeneración del carbón activado, se propuso un tratamiento de regeneración con H2O2 de CAs saturados con COVs basado en los procesos avanzados de oxidación. Asimismo se estudió la influencia de la química superficial de los CAs en el proceso de regeneración con H2O2.

Hippocrates predicted many years ago that breath could tell something related with our health. On his treaties, he indicated that when the body starts moving after sleeping, and breathe with more frequency, something hot and acid is expelled with air. It is possible to predict a disease from breath, but it has not been until recent years that last developments in breath analysis has allowed to detect compounds precisely and to associate the presence of these compounds to certain diseases. The use of breath analysis in clinical diagnosis and exposure to contaminants presents great advantages as this is a non-invasive technique, compared with other techniques such as blood or urine analyses. Two new instrumental methodologies have been developed in the present thesis, which are based on adsorbent micro-traps, specifically designed for the analysis of volatile compounds in breath and environmental samples. These equipments are versatile and low cost, compared to other commercially available instrumentations. One of the methodologies developed has been designed for the analysis volatile compounds in breath samples, showing efficiency and resolutions unknown up to know. It has allowed detecting exposure to volatile contaminants in a range of concentrations that the current techniques cannot achieve. The second equipment has been developed for the analysis of the same contaminants in other biological matrixes, in this case blood. It has been used to assess the mechanism followed by the inhaled compounds when entering the human body. These new methodologies were evaluated in different exposure studies. 2,5-dimethylfurean was detected with a high sensitivity and allowed to determine the smoking habits of a wide group of individuals, also 48 hours after smoking. The levels of contamination due environmental tobacco smoke were also evaluated in different environments. The high sensitivity of the developed techniques allowed us to demonstrate the contamination of passive smokers by environmental tobacco smoke (ETS) after few hours of being in contact with. Breath levels of the smoking biomarker after few hours in contact with ETS where at the same level that those found in smokers who smoke few cigarettes per day / Que l’alè ens deia alguna cosa de la nostra salut ja ho va intuir Hipòcrates. Al Tractat Mèdic hi va escriure: “Així, doncs, quan el cos es posa en moviment després de dormir i respira amb més freqüència, quelcom calent i àcid és expulsat amb l’aire. D’això en venen malalties si hom no pren precaucions.” Sí, de l’olor de l’alè s’intuïen malalties però no ha estat fins als darrers anys, que els nous avanços en les tècniques d’anàlisi no han proporcionat els mecanismes adients per detectar els compostos de forma inequívoca i poder associar la seva presència a l’alè a determinades malalties. Tant des d’un punt de vista mèdic com d’exposició a contaminants, el principal avantatge de poder disposar d’una anàlisi d’alè consisteix en la metodologia diagnòstica, que no és invasiva i, per tant, no presenta els inconvenients associats a altres tècniques convencionals, com son l’anàlisi de sang i d’orina. En aquesta tesi s’han desenvolupat dos noves metodologies instrumentals, basades en micro-trampes d’adsorció, especialment dissenyades per a l’anàlisi de compostos volàtils en mostres gasoses, principalment mostres ambientals i mostres d’alè humà. Aquests nous equipaments es caracteritzen per la seva versatilitat i molt baix cost, si es comparen amb els equips comercials actuals. Un dels prototips s’ha dissenyat per a l’anàlisi de mostres d’alè, mostrant una eficàcia i resolució desconeguda fins ara, el que ha permès detectar l’exposició a contaminants volàtils a uns nivells que les tecnologies actuals no permeten assolir. El segon equipament ha estat desenvolupat per permetre analitzar els mateixos contaminants en matrius biològiques, en aquest cas sang, i poder determinar de quina manera i en quin percentatge els compostos que inhalem per exposició arriben a entrar en el cos humà. Aquestes noves metodologies s’han avaluat en diferents estudis d’exposició. S’ha pogut detectar un compost, el 2,5-dimetilfuran, amb una elevada sensibilitat per a la detecció de l’hàbit fumador de les persones, inclús després de més de 48 h d’haver fumat una cigarreta. També s’han estudiat els nivells de contaminació pel fum ambiental del tabac que tenen lloc en diferents ambients (locals de fumadors i no-fumadors). L’elevada sensibilitat de les tècniques desenvolupades ha permès demostrar “in-situ” per primera vegada que els fumadors passius només requereixen unes poques hores de contacte en un ambient contaminat pel fum del tabac per presentar nivells de contaminació a l’alè similars als dels fumadors de poques cigarretes al dia