En la presente Tesis Doctoral se ha llevado a cabo el estudio de la etapa de ultrafiltración mediante membranas cerámicas para el tratamiento de aguas residuales de la industria textil, como etapa previa a la nanofiltración, con vías a su reutilización. En concreto se ha profundizado en el ensuciamiento de las membranas bajo distintas condiciones de operación (presión transmembranal, velocidad tangencial, composición del alimento, pH, temperatura y umbral de corte molecular de las membranas). Para ello se han utilizado efluentes sintéticos de distinta complejidad, simulando los efluentes reales. De este modo se facilita el estudio de los mecanismos de ensuciamiento implicados, así como de las interacciones existentes entre los distintos componentes entre sí y con las membranas. En el estudio se ha comprobado que ciertas condiciones de operación (PTM, MWCO, concentración de materia orgánica y de sal elevados, así como VT bajas) favorecen el ensuciamiento de las membranas y disminuyen el rechazo de solutos. También otros parámetros como la temperatura o el pH influyen notablemente en el comportamiento de la membrana. Sin embargo, se ha observado que no sólo las condiciones de operación afectan al rendimiento del proceso, sino que también las interacciones electroestáticas soluto-soluto y membrana-soluto juegan un papel importante en cuanto al ensuciamiento y la selectividad de las membranas. Mediante el proceso de UF se consigue una importante reducción de la DQO, una moderada reducción de color y una retención de sal insignificante, obteniéndose un permeado que debe someterse a un tratamiento posterior de NF u OI, dependiendo de la calidad requerida, para su posible reutilización. El estudio se ha completado evaluando la etapa de nanofiltración para el tratamiento directo de varios efluentes sintéticos de diversa complejidad mediante dos tipos de membranas cerámicas, de distinto material y MWCO, observando que tanto el tamaño de poro como el material influyen en su comportamiento. En dicha etapa se obtiene, con la membrana de menor MWCO, un permeado libre de color y materia orgánica y rico en sal, apto para su reutilización en los procesos textiles. Por otra parte se ha desarrollado y validado, mediante medidas de flujo y análisis microscópico, el protocolo de limpieza química para la recuperación de la permeabilidad inicial de las membranas estudiadas tras el ensuciamiento. Además, mediante un estudio estadístico se han optimizado las condiciones de operación de un proceso de limpieza físico que implica el uso de ultrasonidos. / Alventosa De Lara, E. (2015). Ultrafiltración de efluentes de la industria textil. Estudio de los parámetros de operación y mecanismos de ensuciamiento [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48537 / TESIS

La Tesis Doctoral "Estudio electroquímico y recuperación del estaño y del paladio mediante un reactor electroquímico de compartimentos separados" se centra en el estudio de la posibilidad de recuperación del estaño y del paladio procedentes de las disoluciones de activado de las industrias de metalizado de plásticos mediante la utilización de un reactor electroquímico de compartimentos separados mediante un diafragma cerámico. Con la recuperación de estos metales se pretende por una parte minimizar la contaminación producida en la etapa de activado, y por otra parte conseguir un ahorro de materias primas puesto que una vez recuperados los metales podrían ser utilizados de nuevo en el proceso de activado. Para que el proceso de activado se desarrolle de manera óptima debe de existir una relación determinada entre el Sn(II) y el Sn(IV), por tanto es necesario conocer en todo momento la concentración de ambas especies. Así en la primera parte de la Tesis se ha puesto a punto una nueva técnica polarográfica capaz de determinar el contenido en Sn(II) y en Sn(IV) del baño de activado con el objeto de evitar su degradación. El estudio electroquímico de los baños de activado ha permitido seleccionar las condiciones idóneas de trabajo, potencial de electrodo e intensidad de corriente, para recuperar ambos metales sobre la superficie del cátodo de manera conjunta o separada. Por otra parte, se ha realizado un estudio de diferentes separadores cerámicos situados entre los compartimentos del reactor electroquímico con el objetivo de seleccionar aquel cuya resistencia a la migración iónica sea la mínima pero que a la vez su resistencia a la convección y a la difusión de especies sea la máxima. Mediante el separador seleccionado se pretende evitar el paso del Sn(II) hacia el compartimiento anódico, donde se oxidaría a Sn(IV) produciendo un menor rendimiento del proceso. Por último, con los estudios previos se ha realizado la puesta a punto del reactor electroquímico donde se ha evaluado el efecto de la intensidad y el potencial de trabajo sobre los depósitos metálicos formados y sobre las principales "figuras de mérito" del reactor, como son la conversión de reactivo, la productividad específica, el rendimiento eléctrico del proceso y la energía específica consumida. / Al Ministerio de Ciencia y Tecnología por su ayuda a través del financiamiento del Proyecto PPQ2000-0689-C02-01 en el cual se enmarca mi Tesis Doctoral. Al Ministerio de Educación y Cultura por la concesión de una beca predoctoral de Formación de Profesorado Universitario para el desarrollo de la Tesis. / García Gabaldón, M. (2005). Estudio electroquímico y recuperación del estaño y del paladio mediante un reactor electroquímico de compartimentos separados [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/135281 / TESIS

Este trabajo ha sido realizado en el contexto de los proyectos PPQ2000-0240 y BQU2002-03357, financiados por el Ministerio de Educación y Ciencia, así como las estancias breves de investigación realizadas en el Institut Européen des Membranes (Montpellier, Francia) bajo la supervisión de la Dra. Anne Julbe y en el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Hiroshima (Japón) bajo la dirección del Prof. Masashi Asaeda.La pervaporación es la evaporación selectiva de un componente de una alimentación líquida al poner ésta en contacto con una membrana semi-permeable. Esta tesis propone la utilización de membranas cerámicas para mejorar la deshidratación de disolventes orgánicos mediante pervaporación. Con este propósito, este trabajo se divide en las etapas siguientes:1. Caracterización funcional de membranas cerámicas comerciales de PV, en ensayos de separación de una mezcla estándar agua/isopropanol. 2. Síntesis de membranas de sílice-zirconia, SiO2-ZrO2. Las membranas de SiO2-ZrO2 han sido preparadas mediante dos rutas del método sol-gel: (1) la ruta del gel polimérico y slip casting y (2) la ruta del sol coloidal y hot coating. Se ha caracterizado la morfología y estructura de estas membranas. La caracterización funcional en PV ha sido llevada a cabo en la separación de mezclas sintéticas de agua y disolvente orgánico.3. Desarrollo de aplicaciones industriales utilizando las membranas cerámicas, en especial, la valorización de una corriente cetónica residual procedente del proceso de fabricación de antioxidantes para el caucho, y la recuperación de tetrahidrofurano y acetona de efluentes industriales contaminados con agua. En el primer caso, se estudió el comportamiento de dos membranas des sílice comerciales y en el segundo caso, el funcionamiento de una membrana comercial de zeolita NaA. 4. Modelado matemático del flujo de agua a través de membranas cerámicas de PV, en función de la temperatura y de la actividad de agua en la alimentación.5. Validación de este modelado con los datos de PV obtenidos para las membranas comerciales y las membranas de desarrollo propio de SiO2-ZrO2, con precisión aceptable. / This work has been performed within the projects PPQ2000-0240 and BQU2002-03357, financed by the Spanish Ministry of Science and Education, as well as the short research stays performed at the Institut Européen des Membranes (Montpellier, France) under the supervision of Dr. Anne Julbe and at the Chemical Engineering Department of the Hiroshima University (Japan) under the direction of Prof. Masashi Asaeda. Pervaporation is the selective evaporation of one component of a liquid mixture by a membrane, which is in direct contact with the liquid phase. This work proposes the use of ceramic membranes to improve the pervaporative dehydration of organic solvents. With this purpose, the work has been developed into several stages:1. Functional characterisation of PV commercial ceramic membranes. 2. Synthesis of silica-zirconia, SiO2-ZrO2, membranes, as the literature points out to a higher stability of mixed oxide membranes at high water contents and temperatures. SiO2-ZrO2 membranes were prepared by two routes of the sol-gel method: (1) polymeric gel route and slip casting and (2) colloidal sol route and hot coating, The morphology and structure of these membranes were characterised by static procedures (FE-SEM, N2 adsorption-desorption, FTIR, XRD). The functional characterisation in PV of these membranes was performed.3. Development of PV ceramic membranes on industrial applications, mainly the valorisation of a residual ketonic stream coming from the production process of rubber antioxidants, and the recovery of THF and acetone from industrial effluents contaminated with water. In the case of the ketonic mixture, the performance of the commercial PV silica membranes was analysed at different working temperatures. 4. Mathematical modelling of water flux across PV ceramic membranes, as a function of the temperature and water activity in the feed.5. Validation of this model to the PV data obtained for the commercial silica membranes and also for the SiO2-ZrO2 non-commercial membranes, with acceptable accuracy. This work contributes to achieve a deeper insight on the structure-performance relationship of PV ceramic hydrophilic membranes, in order to improve their qualities towards implementation into actual industrial processes where these membranes can solve significant problems within economic and environmental contexts.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-06T20:35:55Z No. of bitstreams: 1 ILIANA DE OLIVEIRA GUIMARÃES - TESE PPG-CEMat 2014..pdf: 50160837 bytes, checksum: 767ec5c57ef7319ccbd6b2d10571ff53 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-06T20:35:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ILIANA DE OLIVEIRA GUIMARÃES - TESE PPG-CEMat 2014..pdf: 50160837 bytes, checksum: 767ec5c57ef7319ccbd6b2d10571ff53 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / Capes / O processo Bayer, utilizado para a obtenção de alumina, usa bauxita como matériaprima. Este processo abrange quatro estágios: digestão, clarificação, precipitação e calcinação. O resíduo gerado na etapa de calcinação é um produto com pequeno tamanho de partícula, conhecido como ESP dust. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver membranas cerâmicas tubulares utilizando em sua composição o ESP dust, um pó de alumina do precipitador eletrostático, e uma argila bentonítica. Inicialmente, foi realizada a caracterização dos precursores. Foram analisadas duas amostras do resíduo, uma do resíduo bruto e outra do resíduo calcinado a 1200°C. Essas amostras apresentaram um alto teor de alumina nas suas composições químicas. As fases gibbsita e α-alumina foram identificadas no resíduo bruto e, após sua calcinação, a gibbsita foi totalmente transformada em α-alumina. Observou-se que não houve alterações significativas no tamanho e morfologia das partículas após a calcinação, mas durante este processo, as partículas tornaram-se porosas, provavelmente devido às mudanças de fase cristalina da alumina e a saída de água dos cristais. Dentre vinte formulações diferentes testadas para produzir membranas cerâmicas, quatro composições apresentaram os melhores resultados com relação ao processamento por extrusão: duas composições com o resíduo bruto e duas com o resíduo calcinado. Neste trabalho, as membranas tubulares compostas pelo resíduo de alumina e pela argila bentonítica foram produzidas por extrusão e foram sinterizadas a 900, 1000 e 1100°C. Foi observado que as membranas produzidas apresentaram superfícies com poros distribuídos. A porosidade aparente variou entre 47,70% (composição com 60% de resíduo calcinado e 40% de argila bentonítica sinterizada a 1000°C) e 58,40% (composição com 70% de resíduo bruto e 30% de argila bentonítica sinterizada a 1000°C). Foram realizados ensaios de fluxo tangencial com água deionizada em pressões de 1,0; 1,5 e 2,0 Bar. O maior fluxo permeado (909,24L/h.m2) foi observado para as membranas feitas da composição contendo 70% de resíduo bruto e 30% de argila bentonítica sinterizadas a 1100°C, aplicando pressão de 1 Bar. / The Bayer process uses bauxite as raw material to obtain alumina. This process includes four stages: digestion, clarification, precipitation and calcination. The waste generated during the calcination step is a product with small particle size, known as ESP dust. This research aimed to develop tubular ceramic membranes using in its composition the ESP dust, an alumina powder from electrostatic precipitator, and a bentonite clay. Initially, the characterization of the precursors was performed. Two samples were studied, one from crude residue and other from calcined residue at 1200°C. These samples showed a high content of alumina in chemical compositions. The gibbsite and α-alumina phases were identified in crude residue and after calcination gibbsite was completely transformed into α-alumina. Were observed no significant changes in particles size and morphology after calcination, but during this process, the particles become porous, probable due changes in crystalline phase of alumina and the water outlet of crystals. Among twenty different formulations tested to produce ceramic membranes, four compositions showed better results with regard to the extrusion processing: two compositions with crude residue and two with calcined residue. In this paper, tubular membranes produced from alumina residue and bentonite clay were sintered at 900, 1000 and 1100°C. It was observed that the produced membranes had surfaces with distributed pores. The apparent porosity was between 47.70% (composition with 60% of calcined residue and 40% of bentonite clay sintered at 1000°C) and 58.40% (composition with 70% of crude residue and 30% of bentonite clay sintered at 1000°C). Tangential flow tests were performed with deionized water at pressures of 1.0; 1.5 and 2.0 Bar. Higher permeate flow rate (909,24L/h.m2) was observed for membranes made of a composition containing crude residue (70%) and bentonite clay (30%) sintered at 1100°C, applying pressure of 1 bar.