Since the development of industrial activities in the whole world and specially nowadays, the access to clean water is more and more difficult. Over the past century our water consumption increased tenfold and, according to the World Health Organization, 1.1 thousand million people have no access to clean drinking water, while 2.4 thousand million lack proper sanitary provision. In addition, only 0.8 % of the world stock of water is actually fresh water, so that serious considerations on the availability of a constant supply of fresh water should be done. With this in mind, the need to have different techniques available to treat wastewater arises as a main concern, considering the great variety of chemical industries and activities than can produce contaminated effluents. Therefore, the detoxification of polluted water and its recycling when possible is mandatory for a sustainable and sustained development.For wastewater containing low to medium pollutant load, Catalytic Wet Air Oxidation (CWAO) yielded satisfactory results in laboratory studies, with the advantage that relatively mild operating conditions are needed, leading to lower investment and operation costs. Some activated carbons (AC) have been successfully used as catalyst in the CWAO of phenol in a trickle bed reactor (TBR) configuration. However, the reason for the catalytic activity of AC in CWAO is not yet completely understood. The objective of this work is to identify properties potentially responsible for the catalytic activity shown by some carbonaceous materials. With this goal, eight commercial activated carbons were tested as received and modified by several means (thermal treatment, acid wash and metal impregnation) and its catalytic performance evaluated in the oxidation of phenol. These modifications intended to highlight the effect of the surface oxygen functionalities, textural properties, i.e. surface area and pore volume, and iron (and other metals) content. Simultaneously, the activated carbons were physically and chemically characterised. The results confirm the hypothesis that mineral matter, specifically iron, is mainly responsible for the catalytic behaviour of activated carbons in the CWAO of phenol. However, having iron is not enough to be catalytically active in this reaction. It is necessary iron to be actually available in the carbonaceous matrix and in an appropriate state. Some final attempts for preparing tailored activated carbon from different raw sources still failed due to the lack of iron availability in the carbon matrix or the low mechanical stability of the material.The findings described in this PhD thesis open the doors for a better designing of tailored activated carbons from costless raw materials, allowing cheaper catalytic activated carbons to be available for wet oxidation of phenol. This fact should contribute to the wider implementation of CWAO for recovering polluted aqueous effluents that are reluctant to biotreatment. / Debido al marcado desarrollo que han tenido las actividades industriales en el mundo, el acceso al agua potable es cada vez más difícil. Durante el último siglo el consumo mundial de agua se ha incrementado 10 veces y de acuerdo con información de la Organización Mundial de la Salud 1.1 miles de millones de personas no tienen acceso a agua potable y 2.4 miles de millones no disponen de las condiciones sanitarias apropiadas. Adicionalmente, sólo 0.8% de la reserva global de agua es apta para el consumo humano, por lo que serias medidas deben ser tomadas para garantizar un suministro constante de agua a la humanidad. Surge entonces como una necesidad, disponer de diferentes tecnologías de tratamientos de aguas residuales, especialmente considerando la gran variedad de industrias químicas existentes hoy en día, cuyos desechos son, en la mayoría de los casos, no sólo contaminantes sino también tóxicos para los seres vivos. Finalmente, es necesaria la purificación de los efluentes industriales para su posible reutilización si se pretende garantizar el desarrollo sustentable de la sociedad.La oxidación húmeda catalítica con aire (CWAO) es un tratamiento que ha demostrado ser eficiente para el tratamiento de aguas residuales con cargas orgánicas bajas o medias. Esta técnica posee la ventaja de ser eficiente incluso operando en condiciones moderadas de temperaturas y presión, lo que se refleja en bajos costos de instalación y mantenimiento. Si adicionalmente, el catalizador utilizado es de bajo coste, este tipo de tratamiento podría promoverse más fácilmente. Algunos carbones activos comerciales han sido empleados exitosamente como catalizadores en la CWAO de fenol en un reactor de lecho fijo de goteo. Sin embargo, las razones por las que este material presenta actividad catalítica no han sido completamente esclarecidas. Algunos estudios preliminares han demostrado que al realizar modificaciones en las propiedades de los carbones que presentan capacidad catalítica, generalmente se produce también una disminución en su capacidad para oxidar fenol.Por esto, el objetivo de este trabajo de investigación es identificar las propiedades potencialmente responsables de la actividad catalítica del carbón activo. Para ello, se utilizaron ocho carbones activos. Los mismos fueron modificados mediante diferentes tratamientos. Los carbones originales y todas las muestras resultantes de las modificaciones fueron utilizados como catalizadores en la oxidación del fenol, con el objetivo de evaluar el impacto de parámetros como las propiedades físicas (área superficial y porosidad), el contenido de grupos funcionales oxigenados y el contenido de hierro y otros metales en la actividad catalítica.Los resultados obtenidos en este trabajo demuestran que el contenido de hierro es un parámetro determinante que otorga capacidad catalítica al carbón activo. También se demostró que la disminución de grupos superficiales oxigenados mejora la capacidad de adsorción de fenol, obteniéndose mayor eliminación de este compuesto en efluentes líquidos. Finalmente, mediante técnicas de impregnación de metales, puede dotarse de actividad catalítica a materiales carbonosos que, por su origen, no la poseen pudiendo ser utilizados efectivamente en el tratamiento de aguas residuales.

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Muchas de las actividades humanas contribuyen al deterioro del medio ambiente debido a la gran variedad de residuos químicos vertidos. Algunas de estas sustancias químicas son bastante persistentes y causan serios efectos en los animales y en la salud humana en un largo período de tiempo, incluso cuando están presentes en concentraciones muy bajas (Kuramitz et al, 2002), como ocurre con los disruptores endocrinos (DEs). Un disruptor endocrino (DE), conforme a la definición de la Comisión de las Comunidades Europeas, es una sustancia exógena o una mezcla que altera la(s) función(es) del sistema endocrino y consecuentemente causa efectos adversos a la salud en un individuo o en su descendencia o en parte de la población (CEC, 1999). Como efectos adversos a la salud, los estudios médicos han demostrado en los últimos años un deterioro en la capacidad reproductiva humana en los países más industrializados; un aumento en la incidencia de alteraciones en el desarrollo de los órganos genitales; la aparición de la menstruación en edades cada vez más precoces (menarquia precoz); mayor frecuencia de la endometriosis; y el cáncer en los órganos que dependen de las hormonas, como es el caso de la mama, de la próstata, del testículo y del ovario. A propósito, el cáncer de ovario es una de las principales causas de mortandad en el mundo occidental (Aranda, 2004). Debido a la actividad estrogénica, tanto los detergentes como los esteroides han sido incluidos en las diversas listas preliminares de los compuestos DEs. El nonilfenol (NP) (compuesto sintético que posee actividad estrogénica, actúa como DE y es ampliamente usado como materia bruta para la fabricación de detergentes, anti-oxidantes de plástico, pesticidas y como un agente suplementario y estabilizador del cloruro de polivinilo (PVC) (Kuramitz et al, 2002)) ha sido clasificado como sustancia peligrosa prioritaria en el campo de la política del agua por la Estructura Directiva del Agua de la Comunidad Europea 2000/60/EC y por la decisión final de la Unión Europea nº 2455/2001/EC. La Directiva 2008/105/CE establece que el NP deberá presentar, como valor medio anual máximo, la concentración de 0,3 μg/L y como concentración máxima admisible, el valor de 2,0 μg/L, tanto para las aguas superficiales continentales como para otras aguas superficiales. La Agencia de Protección Ambiental (EPA, 2006) establece, en el criterio de calidad del agua, los valores límites de concentración de NP en agua dulce: 28 μg/L (a corto plazo) y de 6,6 μg/L (media de 4 días), para proteger la vida acuática de los efectos adversos. La estrona (E1) (estrógeno natural, excretado por el hombre y por la mujer a través de la orina y de los excrementos, está presente en muchas aguas y efluentes domésticos, presenta alta persistencia en el ambiente y alto potencial como DE (Schäfer and Waite, 2002)) está en la lista nº 3 de contaminantes químicos (CCL 3 List) de la EPA (2001), pero no existen reglamentaciones que limiten la concentración de este contaminante en el agua. Lo que existe es una indicación de que concentraciones de E1, en el rango entre 0,01 y 0,10 μg/L, ejercen efectos estrogénicos en peces (Routledge et al., 1998; Petrovic et al., 2004). Como la cuestión de la contaminación del agua por los DEs es un problema emergente y muy grave, por la perturbación que provoca en el sistema hormonal humano, el objetivo de este trabajo es comparar la eficiencia de la eliminación del NP y de la E1 de las aguas superficiales de un río brasileño, mediante tratamientos, a escala de laboratorio, como: las técnicas de membrana de nanofiltración, de ultrafiltración, el tratamiento convencional (coagulación, floculación, sedimentación y filtración en arena) y el carbón activo en polvo y en grano, como adsorbentes, buscando contribuir con conocimientos para la mejoría de la calidad del agua potable y consecuentemente a la mejoría de la calidad de vida / Many human activities contribute to environmental degradation due to the wide variety of chemical waste dumped. Some of the chemicals are quite persistent and cause serious effects on animal and human health over a long period of time, even when present in very low concentrations (Kuramitz et al, 2002), like endocrine disruptors (EDs). An endocrine disruptor (ED) as defined by the Commission of the European Communities, is an exogenous substance or mixture that alters the function(s) of the endocrine system and consequently causes adverse health effects in a person or their progeny or part of the population (CEC, 1999). As adverse health effects, medical studies have shown in recent years a decline in human reproductive capacity in most industrialized countries; an increase in the incidence of abnormalities in the development of the genitals; the appearance of menstruation increasingly earlier (early menarche); increased frequency of endometriosis; and cancers in organs that depend on hormones, such as breast, prostate, testicle and ovary. By the way, ovarian cancer is a major cause of death in the Western world (Aranda, 2004). Due to estrogenic activity both detergents and steroids have been included in the preliminary lists of various ED compounds. Nonylphenol (NP)(synthetic compound that has estrogenic activity, acts as a ED and is widely used as raw material for manufacturing detergents, plastic anti-oxidants, pesticides and as an additional agent and stabilizer of polyvinyl chloride (PVC) (Kuramitz et al, 2002)) has been classified as priority hazardous substance in the field of water policy by the European Community Water Framework Directive 2000/60/EC and by the final decision of the European Union N. 2455/2001/EC. Directive 2008/105/EC provides that NP shall be limited, as an annual average, to the maximum concentration of 0.3 μg/L and to a maximum allowable concentration of 2.0 μg/L, both for inland surface and other surface waters. The Environmental Protection Agency (EPA, 2006) provides, regarding water quality criterion, the NP concentration limits in fresh water: 28 μg/L (short term) and 6.6 μg/L (average of four days) to protect aquatic life from adverse effects. Estrone (E1) (natural estrogen, excreted by men and women in urine and feces, is present in many waters and domestic wastewater, has high environmental persistence and high potential as ED (Schäfer and Waite, 2002)) is include in EPA Contaminant Candidate List 3 (CCL 3) (2001), but there are no regulations that limit concentration of this pollutant in the water. What exists is an indication that E1 concentrations in the range between 0.01 and 0.10 μg/L exert estrogenic effects in fish (Routledge et al., 1998, Petrovic et al., 2004). Since the issue of water pollution by EDs is a very serious emerging problem, for the disturbance it causes in the human hormonal system, the objective of this study is to compare the efficiency of the elimination of NP and E1 from surface waters of a river in Brazil by treatments in laboratory scale, such as the techniques of nanofiltration and ultrafiltration membrane, conventional treatment (coagulation, flocculation, sedimentation and sand filtration) and activated carbon powder and grain as adsorbents, seeking to contribute with knowledge to improve drinking water quality and consequently quality of life.

[ES] En esta Tesis Doctoral se ha estudiado el desarrollo de nuevos materiales basados en metales nobles y seminobles para su aplicación como catalizadores para su uso en tratamiento de aguas contaminadas y como aditivos con propiedades biocidas para la conservación de frutas y para recubrimiento de superficies. En primer lugar, se pretende disminuir la concentración de bromatos en agua, que son contaminantes tóxicos y cancerígenos, mediante el uso de catalizadores que permitan su hidrogenación catalítica, transformándolos en sustancias inocuas como los correspondientes bromuros. Para ello, se han empleado diferentes catalizadores de Pd soportados en alúmina y fibras de carbón activo. Las propiedades físicas, químicas y estructurales de los catalizadores han sido relacionadas con su actividad catalítica en la hidrogenación de aniones bromato. Se ha determinado que estos catalizadores son activos a temperatura ambiente y presión atmosférica, siendo el Pd(0) la especie catalíticamente activa. Un análisis exhaustivo de los resultados ha mostrado que las nanopartículas de Pd de mayor tamaño presentan una mayor actividad intrínseca, pues facilitan la disociación del H2 mediante la formación de las especies beta-PdH, que son las especies activas en la reducción catalítica de bromatos. Sin embargo, el aumento del tamaño de partícula de Pd conlleva una disminución en su dispersión metálica sobre el soporte, por lo que se debe encontrar un óptimo entre dispersión y tamaño de partícula de Pd para alcanzar la máxima actividad de los catalizadores. Ambos factores dependen del contenido en Pd, de la sal precursora utilizada y de la naturaleza del soporte, siendo el catalizador más activo por mol de Pd, el catalizador con 1% de Pd soportado sobre Al2O3 y preparado a partir de PdCl2. Por otro lado, se ha analizado la influencia de diversas variables de reacción en la actividad catalítica, comprobándose que la velocidad de reacción se encuentra directamente relacionada con la concentración de bromatos y la presión parcial de H2. En segundo lugar, se ha estudiado la capacidad biocida de distintos materiales frente a varias bacterias y hongos en ensayos in vivo e in vitro. Se ha determinado que los materiales más activos son las zeolitas intercambiadas con plata, comprobándose que el tipo de estructura zeolítica, la relación Si/Al y el contenido en plata son las variables más influyentes en la actividad biocida de los materiales. En este sentido, se ha demostrado que las zeolitas de poro grande, con supercavidades en su estructura y relación Si/Al cercana a dos son las más efectivas en todas las aplicaciones, aunque su actividad depende del tipo de organismo estudiado. Así, los mejores resultados se han obtenido con materiales basados en zeolita faujasita con plata de relación Si/Al=2,4, siendo muy efectivas con bajos contenidos en plata y pudiendo ser incorporadas a materiales poliméricos y recubrimientos comestibles, lo que permite su uso en la conservación de frutas y para dotar de propiedades biocidas a recubrimientos de superficies, tales como encimeras, material quirúrgico o embalajes. / [CAT] En aquesta tesi Doctoral s'ha estudiat el desenvolupament de nous materials basats en metals nobles i seminobles per a la seua aplicació com catalitzadors per l'ús en tractament d'aigües contaminades i com additius en propietats biocides per a la conservació de fruites i recobriment de superfícies. Primerament, es pretén disminuir la concentració de bromats a l'aigua, contaminants tòxics i cancerígens, mitjançant l'ús de catalitzadors que permeten la seua hidrogenació catalítica, transformant-los en substàncies innòcues com els corresponents bromurs. Per aconseguir-ho, s'han utilitzat diferents catalitzadors de Pd suportats en alúmina i fibres de carbó actiu. Les propietats físiques, químiques i estructurals dels catalitzadors han sigut relacionades amb la seua activitat catalítica en la hidrogenació d'anions bromats. S'ha determinat que aquests catalitzadors són actius a temperatura ambient i pressió atmosfèrica, sent el Pd(0) l'espècie catalíticament activa. L'anàlisi exhaustiu dels resultats ha mostrat que les nanopartícules de Pd de major grandària presenten una major activitat intrínseca, perquè faciliten la dissociació del H2 a través de la formació de les espècies beta-PdH, que són les espècies actives en la reducció catalítica de bromats. No obstant això, l'increment de la grandària de partícula de Pd comporta una disminució en la seua dispersió metàl·lica en el suport, pel que s'ha de trobar un òptim entre dispersió i grandària de partícula de Pd per arribar a la màxima activitat dels catalitzadors. Aquests dos factors depenen del contingut de Pd, de la sal precursora utilitzada i de la natura del suport, sent el catalitzador més actiu per mol de Pd, el de contingut 1% de Pd suportat en Al2O3 i preparat a partir de PdCl2. Per una altra banda, s'ha analitzat la influència de diferents variables de reacció en l'activitat catalítica, comprovant-se que la velocitat de reacció es troba directament relacionada en la concentració de bromats i en la pressió parcial de H2. En segon lloc, s'ha estudiat la capacitat biocida de diferents materials per tractar bacteris i fongs en assajos in vivo i in vitro. S'ha determinat que els materials més actius són les zeolites intercanviades amb argent, comprovant-se que el tipus d'estructura zeolítica, la relació Si/Al i el contingut d' argent són les variables més influents en l'activitat biocida dels materials. En aquest sentit, s'ha demostrat que les zeolites de porus gran, amb supercavitats en la seua estructura i relació Si/Al propera a dos són les més efectives en totes les aplicacions, encara que l'activitat depèn molt del tipus de l'organisme estudiat. D'aquesta manera, els millors resultats han sigut obtinguts amb materials basats en la zeolita faujasita en argent amb una relació Si/Al = 2,4, gaudint de bones efectivitats inclús en baixos continguts en argent. A més a més, aquestes zeolites han pogut ser incorporades en materials polimèrics i recobriments comestibles, que permeten el seu ús en la conservació de fruites i poden afegir propietats biocides a recobriments de superfícies, com ara bancades, material quirúrgic o embalatges. / [EN] In the present Doctoral Thesis the development of new materials based on noble and seminobles metals has been studied for its application as catalysts in water treatment and as additives with biocide properties for fruit preservation and coating of surfaces. Firstly, one of the principal aims is the decrease of the carcinogenic and toxic bromates in water using catalytic hydrogenation, obtaining harmless substances such as the corresponding bromides. To this end, different catalysts based on Pd supported in alumina and activated carbon fibers have been used. The physical, chemical and structural properties of these catalysts have been related to the catalytic activity in the hydrogenation of bromates anions. It has been determined that these catalysts are active at room temperature and atmospheric pressure, being the specie Pd(0) the catalytic active specie. A deep analysis of the results has demonstrated that big Pd nanoparticles present a better intrinsic activity, facilitating the dissociation of H2 through the formation of beta-PdH species, responsible of the catalytic reduction of bromates. However, the increase of the size of the Pd particles produces a decrease of the metallic dispersion over the support. Because of that, it is necessary to find an optimum between the dispersion and the Pd particle size in order to achieve the highest activity of the catalysts. Both factors depend on Pd content, on the Pd salt precursor and on the nature of the supports, being the most active catalyst per mol of Pd, the catalyst with 1wt. % of Pd supported in Al2O3 and prepared using PdCl2. On the other hand, the influence of different variables of the reaction have been studied, checking that the reaction velocity is directly related to the bromates concentration and the parcial pressure of H2. Furthermore, the biocide capacity of different materials has been studied against diverse bacteria and fungi using both in vitro and in vivo test. The results determine that the most active materials are the Ag-exchanged zeolites, showing that the type of zeolitic structure, the Si/Al ratio and the silver content are the most significant parameters in the biocide activity of the materials. In that sense, the zeolites with large porous and large supercavities in their structures and with Si/Al ratio close to 2 are the most effective in all the studied applications, although the activity depends widely in the type of organisms treated. Thereby, the best results have been obtained with the materials based on the faujasite zeolite with a Si/Al ratio of 2.4 and doped with silver, being effective even with low contents of silver. Moreover, these Ag-zeolites have been incorporated in polymeric materials and covering materials, permitting their use for the fruit preservation and adding biocide properties to covering materials, such as packaging, worktops or surgical material. / Cerrillo Olmo, JL. (2019). DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES BASADOS EN METALES NOBLES Y SEMINOBLES PARA CATALISIS MEDIOAMBIENTAL Y APLICACIONES BIOCIDAS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/124056 / TESIS

Los efluentes acuosos contaminados por compuestos clorados son un importante problema medioambiental, tanto por su toxicidad intrínseca (bioacumulables, efectos crónicos y agudos, efectos cancerígenos, mutagénicos y teratogénicos), como por su alta capacidad para contaminar medios ecológicamente sensibles (aguas superficiales y subterráneas). Los compuestos organoclorados constituyen una familia de compuestos muy amplia y con numerosas aplicaciones como disolventes, reactivos e intermedios en procesos industriales.Dentro de las alternativas que existen en la actualidad para la depuración de estas corrientes acuosas se tienen distintas técnicas, aunque en la actualidad no existe un método plenamente satisfactorio para esta finalidad. La hidrodecloración catalítica en fase acuosa se plantea como una solución técnicamente viable y medioambientalmente segura. Entre los catalizadores estudiados, el paladio es el metal con mejores propiedades catalíticas para este proceso, siendo los soportes más empleados los de carbón activo y alúmina.En la presente Tesis se ha estudiado la hidrodecloración catalítica en fase acuosa de los compuestos organoclorados de mayor nivel de vertido, trabajando en intervalos de concentración habituales en efluentes acuosos industriales. Estos experimentos han sido realizados en un reactor discontinuo en suspensión utilizando un catalizador comercial de paladio soportado sobre carbón activo. Los compuestos estudiados son tricloroetileno, 1,2-dicloroetano, tetracloroetileno, tetraclorometano y pentaclorofenol, tanto solos como formando parte de mezclas. Se ha estudiado la transferencia de materia en este tipo de reactores y se han determinado las cinéticas de reacción. Se ha observado que es posible la degradación total de estos compuestos, con la excepción del 1,2-dicloroetano, a temperaturas cercanas a la ambiente. Asimismo, se producen efectos de inhibición significativos cuando se procesan mezclas de clorados, siendo el tetraclorometano el compuesto con mayor capacidad inhibidora. Estos efectos se han modelizado considerando cinéticas de tipo Langmuir-Hinshelwood.La desactivación de los catalizadores puede comprometer seriamente la viabilidad del proceso. Por ello, se ha estudiado la estabilidad del catalizador de paladio sobre carbón activo, así como de un catalizador comercial de paladio sobre alúmina, para la hidrodecloración de tricloroetileno (seleccionado como compuesto modelo), con una concentración análoga a la que tendría en un efluente acuoso industrial contaminado. Los experimentos en continuo han sido realizados en un reactor de lecho fijo. El catalizador soportado sobre alúmina es muy estable para la operación en continuo, mostrando una menor estabilidad en la operación en el reactor discontinuo agitado, debido al efecto del ácido clorhídrico generado en la reacción.Por otro lado, el catalizador soportado sobre carbón activo sufre una importante desactivación en continuo, habiéndose estudiado sus causas variando el pH de la alimentación, la concentración de cloruros o mediante la adición de bases o alcalinidad. De esta manera, se ha determinado que las sustancias que provocan el envenenamiento del catalizador son los protones y cloruros procedentes del ácido clorhídrico producido, generándose complejos de paladio (II) clorurados debido a la acidez del medio. Si el medio es moderadamente básico, esta desactivación disminuye en gran medida, mientras que si el medio es muy básico se produce la desactivación por formación de hidróxidos de paladio. La regeneración del catalizador es posible tras un lavado con agua destilada durante varias horas.Dado que el tratamiento de aguas subterráneas contaminadas con compuestos organoclorados presenta una casuística muy diferente a la de las aguas industriales (concentraciones de órdenes de magnitud más bajas), se ha estudiado la cinética de los procesos de hidrodecloración catalítica con tricloroetileno, con una concentración análoga a la de estas corrientes, sobre un catalizador de paladio soportado sobre zeolita y sobre un catalizador de paladio sobre alúmina, así como la desactivación de los mismos. En este caso, la desactivación se produce también por los cloruros y la acidez que se añade al medio de reacción para los ensayos, presentando ambos catalizadores comportamientos similares. La protección de estos catalizadores es posible gracias a la adición de una capa de aceite de silicona sobre los mismos, alargándose así su vida útil, ya que la silicona actúa como una capa hidrofóbica que impide el paso de sustancias iónicas hacia el interior del catalizador y permite la expulsión del cloruro de hidrógeno (gas en ausencia de agua) generado en la reacción. / Wastewaters containing organochlorinated pollutants are an important environmental problem and toxicological hazard as they are responsible for their effects on human health (bioaccumulation and carcinogenic, mutagenic and teratogenic effects) and they are able to highly pollute sensitive environments (groundwaters and surface waters). Organochlorinated pollutants constitute a very important and versatile family of chemical compounds, with wide applications as solvents, reagents and intermediates in the industrial processes.Nowadays there are still not satisfactory processes available for dealing with these streams, even when there are many techniques proposed in the literature. Aqueous-phase catalytic hydrodechlorination is an interesting alternative for the environmentally safe treatment of these wastewaters. Among the different catalysts tested, palladium has the best catalytic properties for this process, and activated carbon and alumina are the most common supports.In this Thesis, a catalytic hydrodechlorination process in the aqueous phase has been developed for the treatment of these industrial wastewaters. The experiments were carried out in a batch stirred slurry reactor with a commercial activated carbon-supported palladium catalyst. The experimental work was focused on the most released chlorinated compounds: trichloroethylene, 1,2-dichloroethane, tetrachloroethylene, tetrachloromethane and pentachlorophenol, both pure and in mixtures. Mass transfer has been studied in this kind of reactors and reaction kinetics has been determined. Total degradation of these compounds has been reached, except for 1,2-dichloroethane, at room temperature. Important inhibition phenomena were observed for the mixtures, where tetrachloromethane has the highest inhibition capacity. These effects can be modeled using simplified Langmuir-Hinshelwood kinetics.Catalyst deactivation is one of the causes that can severely hinder the viability of the treatment process. This is the reason why the stability of carbon- and alumina- supported catalysts for the hydrodechlorination of trichloroethylene (selected as model compound with a typical concentration for industrial wastewaters) was studied. The continuous-experiments were performed in a fixed bed reactor. The alumina-supported catalyst has a high stability in the continuous experiments, but its stability markedly decreases in the batch experiments because of the hydrogen chloride generated during the reaction.The carbon-supported catalyst has an appreciable loss of activity under the continuous operation conditions. The causes of this deactivation were investigated by determining the catalyst behaviour with variation of different operation parameters, such as the pH of the feed, chloride concentration and the presence of different alkaline compounds (NaOH and Na2CO3). From these studies, it is concluded that the protons and chlorides from the hydrogen chloride generated cause catalyst deactivation. The effect of alkalis markedly depends on the basic strength of the compound, weak basicity leads to an increase of the catalyst stability, whereas strong basicity leads to faster deactivation. Catalyst activity is, however, recoverable after washing with distilled water for some hours. A chemical mechanism considering redox, precipitation, and complexation equilibria has been proposed for explaining the obtained results.Groundwater contamination with organochlorinated compounds is also an important problem but it has very different characteristics. In this case, typical pollutants concentrations are much lower than the encountered in industrial wastewaters. Reaction kinetics has been determined for the catalytic hydrodechlorination of trichloroethylene in the aqueous phase (with a typical concentration for polluted groundwater), over a zeolite- and alumina-supported palladium catalysts. Deactivation was also investigated and observed. The main cause of this deactivation is again the palladium inhibition caused by the chloride ions released during the reaction and promoted by the presence of acidity. Both catalysts experiment similar loss of activity. A procedure for increasing the catalyst stability, based on the impregnation of the catalyst with silicon oil, was successfully tested. This hydrophobic layer prevents that harmful ionic species move from the reaction mixture to the catalyst surface, and avoids the contact of the released HCl with the catalyst surface, since it moves through the silicon layer as hydrogen chloride.

El objetivo de esta tesis ha sido el tratamiento de un residuo (lodo de fundición) procedente del lavado húmedo de los gases del horno fusor. Para ello, se ha evaluado la peligrosidad del residuo y, posteriormente, se han estudiado diferentes tratamientos previos al vertido y se ha realizado su evaluación ambiental. El lodo de fundición es un residuo ecotóxico, debido principalmente a la alta concentración de cinc y a la carga orgánica (fenoles) del mismo, pudiéndose establecer relaciones matemáticas entre la ecotoxicidad y la concentración de cinc y fenoles, tanto en el residuo original como en los productos finales. Entre las diferentes tecnologías de tratamiento, destacan los procesos de estabilización/solidificación con cal o cemento como agente aglomerante, por su elevado interés en residuos de carácter tóxico mixto: orgánico e inorgánico. Se ha llevado a cabo un estudio exhaustivo de los diferentes aditivos utilizados en dichos procesos y se han desarrollado diferentes formulaciones cal o cemento y aditivos/residuo con el fin de cumplir los parámetros ambientales, concluyéndose con la relación existente entre formulación y evaluación ambiental y obteniendo una patente de invención. / The aim of this work has been the study of the treatment of foundry sludge coming from after wet cleaning of gases of the furnace in foundry activities. Previously, the hazardous of the waste material has been evaluated. Later, different treatments have been studied and the environmental evaluation have been conducted. Foundry sludge is an ecotoxical waste due to inorganic (basically zinc) and organic (phenols) pollutants, being able to establish mathematical relationships between the ecotoxicity and the concentration of zinc and phenols, both in waste and end-products. Among the different technologies for the treatment, stabilisation/solidification processes with lime or cement as binders are very interesting technologies for waste of mixed character (organic and inorganic). An exhaustive study of different additives used in these processes has been carried out and different formulations have been developed in order to inertise the waste materials, concluding with the relationships between formulation and environmental evaluation and obtaining a patent.