A cristalização assistida por destilação com membranas (membrane distillation crystallization, MDC) se destaca como uma alternativa aos processos convencionais de cristalização evaporativa com múltiplos estágios e/ou recompressão mecânica de vapor para dessalinização de soluções aquosas concentradas com descarga zero de líquido (zero liquid discharge, ZLD) no meio ambiente. Os principais atrativos da MDC são as condições operacionais mais brandas de temperatura e pressão, o que possibilita o emprego de fontes de calor de baixa entalpia e instalações menos requisitadas mecanicamente. Entretanto, por ser um processo de separação que envolve membranas, a formação de incrustação se destaca como inconveniente. Assim sendo, grande parte dos estudos em MDC têm sido voltados para essa questão, com foco na operação de destilação com membranas (membrane distillation, MD), quando o produto de interesse é a água recuperada. Nesse contexto, esta tese amplia o conhecimento na área, sendo estudados os fundamentos de cristalização e a sua relação com parâmetros selecionados do processo. Dessa forma, estudos teórico-experimentais foram conduzidos investigando os mecanismos de cristalização predominantes nesse, de maneira a ampliar a abrangência das teorias clássicas de cristalização. No primeiro capítulo, realizou-se uma revisão bibliográfica a fim de apresentar os fundamentos tecnológicos, bem como as características, limitações e desafios para consolidação em escala industrial da MDC. No segundo capítulo, foi definido o conhecimento científico produzido através da especificação de objetivos. No terceiro capítulo, a operação MD na configuração DCMD (direct contact membrane distillation) foi caracterizada utilizando equações matemáticas para o cálculo do fluxo de vapor. Os valores calculados foram validados com experimentos em escala de bancada. Foi possível identificar que a difusão ordinária molecular é o mecanismo de transporte de massa dominante nos poros da membrana, e quantificar os fenômenos de polarizações de temperatura e de concentração adjacentes à superfície da membrana. No quarto capítulo, a cristalização foi integrada com a DCMD e explorada em uma unidade de bancada. Os processos elementares e acessórios de cristalização predominantes foram esclarecidos como sendo nucleação primária heterogênea (incrustação por cristalização), nucleação secundária (abrasão de cristais) e crescimento cristalino molecular (aumento de tamanho). O quinto capítulo versou sobre uma estratégia proposta para reduzir a nucleação primária heterogênea, força motriz da incrustação por cristalização na membrana. Com base nos processos elementares e acessórios de cristalização identificados, foi avaliada uma modificação na MDC, a submersão de membranas em cristalizador, a qual foi implementada em escala de bancada. Essa modificação se mostrou mais sensível à formação de incrustação, com possibilidade de se encontrar condições favoráveis, uma vez que foi possível operar o processo durante três horas sem desenvolvimento de incrustação na membrana (tempo máximo investigado), mas precisa ser melhor investigada. Por último, no sexto capítulo abordou-se a nucleação primária heterogênea, relacionando esta com a queda de fluxo de vapor e com a distribuição de sólidos formados. O equacionamento do sistema validado no terceiro capítulo foi aplicado para quantificação da supersaturação local na membrana e respectiva associação com os mecanismos de cristalização. Observou-se que o aumento de fluxo aumenta a supersaturação local, que aumenta a nucleação primária heterogênea, sendo essa responsável pela formação de cristais que permaneceram aderidos na membrana (incrustação por cristalização) e que foram soltos em solução (suspensão). Os cristais soltos em solução são predominantes. A fluidodinâmica de escoamento (geometria dos módulos de membranas) associada à supersaturação local (fluxo de vapor) impactam no desprendimento de cristais na membrana originados por nucleação primária heterogênea. Com o aumento de supersaturação local, o desprendimento de cristais em suspensão é favorecido em módulo de membranas do tipo fibras ocas, enquanto não afeta o módulo do tipo tubular. Em seu conjunto, esta tese contribui para a melhoria do entendimento de aspectos fundamentais selecionados do processo MDC e para o emprego deste conhecimento em situações de interesse prático. / Membrane distillation crystallization (MDC) stand as an alternative to conventional evaporative crystallization processes with multiple-stage evaporator and/or mechanical vapor recompression towards concentrated brine desalination aiming at zero liquid discharge (ZLD) in the environment. The major advantages of MDC are the moderate temperature and pressure conditions, which allow the use of low enthalpy heat sources and facilities less mechanically required. However, as in membrane separation processes, membrane fouling plays an important role in MDC. Therefore, most MDC studies have been focused on that, with emphasis on membrane distillation (MD) operation, when the product of interest is the recovered water. In this context, this thesis extends the knowledge in the field, wherein the crystallization fundamentals and its relation with selected process parameters were studied. Thus, theoretical and experimental approaches were carried out in order to investigate the prevailing crystallization mechanisms in the process, so the range of the current crystallization theories could be extended. In the first chapter, a literature review was carried out in order to introduce selected fundamental concepts, as well as the process characteristics, limitations and challenges for industrial consolidation. In the second chapter, the scientific knowledge produced by this work was defined in its objectives. In the third chapter, the MD operation in direct contact configuration (DCMD) was characterized using mathematical equations for the calculation of vapor flux and validated with experimental data in a bench scale unit. The dominant mechanism of mass transport in porous media was found to be the ordinary molecular diffusion and the temperature and concentration polarization effects were quantified in the vicinity of membrane surface. In the fourth chapter, the crystallization operation was integrated with DCMD and investigated in a bench scale unit. The elementary and accessory crystallization mechanisms were highlighted as heterogeneous primary nucleation (crystallization fouling), secondary nucleation (crystal abrasion) and crystalline molecular growth (increase in size). The fifth chapter describes a strategy proposed in order to reduce heterogeneous primary nucleation, the driving force of membrane crystallization fouling. Based on the featured crystallization mechanisms, a modification in the conventional MDC operation was evaluated, the submersion of membranes into the crystallizer vessel, which was implemented in a bench scale unit. The preliminary results showed that this modification is more sensitive to crystallization fouling, with possibility to find promising conditions, once it was possible to operate during three hours without development of crystallization fouling (maximum period of time investigated), but further investigation is needed. Lastly, in the sixth chapter, the primary heterogeneous nucleation mechanism was explored, associating it to flux decay and solid distribution in the unit. The system equations validated in the third chapter were applied in order to quantify the supersaturation ratio generated in the vicinity of membrane surface and respective association with crystallization mechanisms. It was observed that increasing the vapor flux, the local supersaturation ratio also increase and, as consequence, the primary heterogeneous nucleation as well. This mechanism is responsible for the formation of crystals that remained adhered on membrane surface (crystallization fouling) and released in solution (suspension). The portion of crystals loose in solution was predominantly formed. The fluid dynamic of flow (geometry of membrane module) associated with the local supersaturation ratio (vapor flux) impact in the detachment of crystals in the membrane surface, originated by heterogeneous primary nucleation. With an increase in the local supersaturation ratio, the detachment of crystals is increased in the hollow fiber membrane module, while in the tubular module the detachment of crystals does not change. As a whole, this thesis contributes to a better understanding of MDC selected fundamental aspects and to the use of this knowledge in practical situations.

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O objetivo foi compreender o processo, a fim de contribuir com propostas para minimizar o uso residencial de água e a reutilização. Este estudo foi realizado na cidade de Feira de Santana, estado da Bahia, Brasil, em três etapas: primeiro, foi aplicado um questionário em 379 residências, com um erro amostral de 5%, para compreender o comportamento das pessoas, usos e costumes relativo ao consumo residencial Água. Foi investigada a correlação entre o consumo doméstico da água e as características da residência familiar. Verificou-se que o consumo está diretamente relacionado com a renda familiar e com o número de moradores. Residências com mesmas características físicas (tamanho, número de equipamentos, etc.) podem ter diferentes consumos de água, dependendo do comportamento das pessoas que utilizam água. A segunda e terceira etapas tiveram como objetivo identificar uma metodologia para caracterização qualitativa e quantitativa dos efluentes. Apenas 5 (cinco) das 379 famílias inquiridas foram selecionadas para estas duas etapas, em função da aptidão dos equipamentos hidráulicos de suas residências para as medições e aceitação da família em participar na investigação. Apesar da pequena representatividade estatística, os resultados gerais das análises químicas e físicas dos efluentes secundários são coerentes com os apresentados na literatura, a saber: maior concentração de coliformes nos efluentes da pia da cozinha; maiores valores de sólidos totais e suspensos, além de nitrogênio, fósforo, potássio e DQO no efluente de lavagem de roupa e pia de cozinha; maiores valores de cálcio e dureza no lavatório e; maiores valores de sódio nos efluentes de lavagem de roupa. Consequentemente o efluente de lavagem de roupa é o menos recomendado para reúso na irrigação, devido aos altos valores de RAS (Razão de Adsorção de Sódio) encontrados. Cinco casas foram investigadas quanto à caracterização quantitativa das águas residuais geradas pelos aparelhos domésticos, no entanto, são aqui apresentados os dados a partir de uma única família. Por conseguinte, estes resultados devem ser considerados, principalmente, para testar a metodologia proposta. Comparado com outros estudos no Brasil, os consumos de água e efluentes gerados por equipamentos encontrados no presente estudo difere em alguns valores, o que indica que mais estudos são necessários. No entanto, é importante ressaltar a diferença entre esta investigação e as demais, no que diz respeito aos métodos utilizados, as características da região, o equipamento selecionado, os hábitos dos usuários; e o tipo de estabelecimento estudado (por exemplo: residência, comércio, escolas, Hospitais, etc.). / This work developed an easy to apply methodology for qualitative and quantitative characterization of residential water consumption and wastewater generation pattern, at different points of use, such as: lavatory, sink, peeps, shower, laundry, and others. The objective was to understand the process, in order to contribute with proposals to minimize residential water use and to improve reuse. This study was developed in Feira de Santana city, state of Bahia, Brazil, following three steps: First, was applied a questionnaire in 379 residences, with a sampling error of 5%, to understand people’s behavior, uses and costumes concerning residential water consumption. It was investigated the correlations between the domestic water consumption and the residence and family characteristics. It was found that the consumption are directly related with the family income and the number of residents. Residences with same physical characteristics (size, number of equipments, etc.) can have different water consumption, depending on people's water use behavior. The second and third steps had the objective to identify a methodology for qualitative and quantitative effluent characterization. Only 5 (five), from 379 households surveyed, were selected for this two steps, on the basis of hydraulic equipment suitability for the measurements and the family acceptance to participate in the research. Despite the small statistic representativeness, the general results for the secondary effluents chemical and physical analyzes are consistent with those presented in the literature, as follow: higher concentration of coliforms from the kitchen sink effluent; higher values of total and suspended solids, nitrogen, phosphorus, potassium and DQO from the clothewashing and kitchen sink effluents; higher values of calcium and hardness from the lavatory; and higher values of sodium from the clothe-washing effluent. Consequently, the clothe-washing effluent is the less recommended for reuse in irrigation due to the high values of SAR (Sodium Adsorption Ratio). For the quantitative characterization of wastewater generation by household equipment five houses were investigated, however it is presented here the data from a single household. Consequently, these results should be considered mainly for testing the proposed methodology. Compared with other studies in Brazil, the water consumption and effluent generated by equipment found in this study differ in some values, indicating that more studies are needed. Nevertheless, it is important to emphasize the difference between this research and others, regarding to the method used, the region characteristics, the selected equipment, the water user habits; and the type of establishment studied (for example: residence, commerce, schools, hospitals, etc.).

A cristalização assistida por destilação com membranas (membrane distillation crystallization, MDC) se destaca como uma alternativa aos processos convencionais de cristalização evaporativa com múltiplos estágios e/ou recompressão mecânica de vapor para dessalinização de soluções aquosas concentradas com descarga zero de líquido (zero liquid discharge, ZLD) no meio ambiente. Os principais atrativos da MDC são as condições operacionais mais brandas de temperatura e pressão, o que possibilita o emprego de fontes de calor de baixa entalpia e instalações menos requisitadas mecanicamente. Entretanto, por ser um processo de separação que envolve membranas, a formação de incrustação se destaca como inconveniente. Assim sendo, grande parte dos estudos em MDC têm sido voltados para essa questão, com foco na operação de destilação com membranas (membrane distillation, MD), quando o produto de interesse é a água recuperada. Nesse contexto, esta tese amplia o conhecimento na área, sendo estudados os fundamentos de cristalização e a sua relação com parâmetros selecionados do processo. Dessa forma, estudos teórico-experimentais foram conduzidos investigando os mecanismos de cristalização predominantes nesse, de maneira a ampliar a abrangência das teorias clássicas de cristalização. No primeiro capítulo, realizou-se uma revisão bibliográfica a fim de apresentar os fundamentos tecnológicos, bem como as características, limitações e desafios para consolidação em escala industrial da MDC. No segundo capítulo, foi definido o conhecimento científico produzido através da especificação de objetivos. No terceiro capítulo, a operação MD na configuração DCMD (direct contact membrane distillation) foi caracterizada utilizando equações matemáticas para o cálculo do fluxo de vapor. Os valores calculados foram validados com experimentos em escala de bancada. Foi possível identificar que a difusão ordinária molecular é o mecanismo de transporte de massa dominante nos poros da membrana, e quantificar os fenômenos de polarizações de temperatura e de concentração adjacentes à superfície da membrana. No quarto capítulo, a cristalização foi integrada com a DCMD e explorada em uma unidade de bancada. Os processos elementares e acessórios de cristalização predominantes foram esclarecidos como sendo nucleação primária heterogênea (incrustação por cristalização), nucleação secundária (abrasão de cristais) e crescimento cristalino molecular (aumento de tamanho). O quinto capítulo versou sobre uma estratégia proposta para reduzir a nucleação primária heterogênea, força motriz da incrustação por cristalização na membrana. Com base nos processos elementares e acessórios de cristalização identificados, foi avaliada uma modificação na MDC, a submersão de membranas em cristalizador, a qual foi implementada em escala de bancada. Essa modificação se mostrou mais sensível à formação de incrustação, com possibilidade de se encontrar condições favoráveis, uma vez que foi possível operar o processo durante três horas sem desenvolvimento de incrustação na membrana (tempo máximo investigado), mas precisa ser melhor investigada. Por último, no sexto capítulo abordou-se a nucleação primária heterogênea, relacionando esta com a queda de fluxo de vapor e com a distribuição de sólidos formados. O equacionamento do sistema validado no terceiro capítulo foi aplicado para quantificação da supersaturação local na membrana e respectiva associação com os mecanismos de cristalização. Observou-se que o aumento de fluxo aumenta a supersaturação local, que aumenta a nucleação primária heterogênea, sendo essa responsável pela formação de cristais que permaneceram aderidos na membrana (incrustação por cristalização) e que foram soltos em solução (suspensão). Os cristais soltos em solução são predominantes. A fluidodinâmica de escoamento (geometria dos módulos de membranas) associada à supersaturação local (fluxo de vapor) impactam no desprendimento de cristais na membrana originados por nucleação primária heterogênea. Com o aumento de supersaturação local, o desprendimento de cristais em suspensão é favorecido em módulo de membranas do tipo fibras ocas, enquanto não afeta o módulo do tipo tubular. Em seu conjunto, esta tese contribui para a melhoria do entendimento de aspectos fundamentais selecionados do processo MDC e para o emprego deste conhecimento em situações de interesse prático. / Membrane distillation crystallization (MDC) stand as an alternative to conventional evaporative crystallization processes with multiple-stage evaporator and/or mechanical vapor recompression towards concentrated brine desalination aiming at zero liquid discharge (ZLD) in the environment. The major advantages of MDC are the moderate temperature and pressure conditions, which allow the use of low enthalpy heat sources and facilities less mechanically required. However, as in membrane separation processes, membrane fouling plays an important role in MDC. Therefore, most MDC studies have been focused on that, with emphasis on membrane distillation (MD) operation, when the product of interest is the recovered water. In this context, this thesis extends the knowledge in the field, wherein the crystallization fundamentals and its relation with selected process parameters were studied. Thus, theoretical and experimental approaches were carried out in order to investigate the prevailing crystallization mechanisms in the process, so the range of the current crystallization theories could be extended. In the first chapter, a literature review was carried out in order to introduce selected fundamental concepts, as well as the process characteristics, limitations and challenges for industrial consolidation. In the second chapter, the scientific knowledge produced by this work was defined in its objectives. In the third chapter, the MD operation in direct contact configuration (DCMD) was characterized using mathematical equations for the calculation of vapor flux and validated with experimental data in a bench scale unit. The dominant mechanism of mass transport in porous media was found to be the ordinary molecular diffusion and the temperature and concentration polarization effects were quantified in the vicinity of membrane surface. In the fourth chapter, the crystallization operation was integrated with DCMD and investigated in a bench scale unit. The elementary and accessory crystallization mechanisms were highlighted as heterogeneous primary nucleation (crystallization fouling), secondary nucleation (crystal abrasion) and crystalline molecular growth (increase in size). The fifth chapter describes a strategy proposed in order to reduce heterogeneous primary nucleation, the driving force of membrane crystallization fouling. Based on the featured crystallization mechanisms, a modification in the conventional MDC operation was evaluated, the submersion of membranes into the crystallizer vessel, which was implemented in a bench scale unit. The preliminary results showed that this modification is more sensitive to crystallization fouling, with possibility to find promising conditions, once it was possible to operate during three hours without development of crystallization fouling (maximum period of time investigated), but further investigation is needed. Lastly, in the sixth chapter, the primary heterogeneous nucleation mechanism was explored, associating it to flux decay and solid distribution in the unit. The system equations validated in the third chapter were applied in order to quantify the supersaturation ratio generated in the vicinity of membrane surface and respective association with crystallization mechanisms. It was observed that increasing the vapor flux, the local supersaturation ratio also increase and, as consequence, the primary heterogeneous nucleation as well. This mechanism is responsible for the formation of crystals that remained adhered on membrane surface (crystallization fouling) and released in solution (suspension). The portion of crystals loose in solution was predominantly formed. The fluid dynamic of flow (geometry of membrane module) associated with the local supersaturation ratio (vapor flux) impact in the detachment of crystals in the membrane surface, originated by heterogeneous primary nucleation. With an increase in the local supersaturation ratio, the detachment of crystals is increased in the hollow fiber membrane module, while in the tubular module the detachment of crystals does not change. As a whole, this thesis contributes to a better understanding of MDC selected fundamental aspects and to the use of this knowledge in practical situations.

Der integrierte Gas-Dampf (GiD-) Prozess mit Wasserrückgewinnung ist ein flexibler Kraft-Wärme-Kopplungsprozess, der die gleichzeitige Bereitstellung von Strom und Wärme teilweise entkoppeln kann. Der effiziente und sparsame Einsatz von fossilen Brennstoffen ist aus ökonomischer wie auch ökologischer Sicht geboten. Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme, ist eine Möglichkeit dafür. Allerdings erfordert die KWK auch eine gleichzeitige Abnahme von Strom und Wärme beziehungsweise deren Speicherung. Sowohl Strom als auch Prozessdampf lassen sich nur aufwendig und damit relativ teuer speichern, weshalb Alternativen gefragt sind. Der GiD-Prozess besteht aus einer Gasturbine mit nachgeschaltetem Abhitzedampfkessel. Die Gasturbine verfügt als Besonderheit über eine Dampfinjektion, die vor, nach oder direkt in die Brennkammer erfolgen kann. Der Abhitzekessel hat zusätzliche Wärmeübertragerflächen um das Abgas bis unter den Taupunkt abzukühlen. Somit kann ein Teil des injizierten Dampfes aus dem Abgas zurückgewonnen und wiederverwendet werden. Der in die Gasturbine injizierte Dampf führt dieser weitere Energie zu. Diese kann entweder zur Leistungssteigerung der Anlage oder zur Reduzierung des fossilen Brennstoffbedarfes genutzt werden. Die erste Option der Leistungssteigerung ist auch als Cheng-Prozess bekannt. Diese Arbeit widmet sich der weniger untersuchten zweiten Möglichkeit der Brennstoffreduzierung. Beim Vergleich des GiD-Prozesses mit verschiedenen anderen Kraftwerks-Prozessen zeigt sich, dass dieser besonders gut für industrielle Anlagen mit Prozessdampfbedarf und einer elektrischen Leistung kleiner 20 MW el geeignet ist. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der GiD-Prozess mittels einer Versuchsanlage auf Basis einer Industriegasturbine mit 650 kW el untersucht. Die Arbeit dokumentiert verschiedene Versuchsfahrten und Untersuchungen an dieser Anlage. Die Injektion von Dampf reduziert die Schadstoffemissionen in den zulässigen Bereich und kann sehr flexibel zu einer Steigerung des Anlagenwirkungsgrades von bis zu zwei Prozent führen. Dabei wird der Dampf sehr gleichmäßig in die Versuchsanlage eingebracht, so dass keine signifikanten Änderungen der Abgastemperaturverteilung erkennbar sind. Die Überhitzung des Dampfes kann zu einer weiteren Steigerung des Anlagenwirkungsgrades führen. Die Rückgewinnung des eingebrachten Dampfes ist mit den entsprechenden Wärmeübertragern möglich. Das zurückgewonnene Wasser ist durch die Stickoxide des Abgases verunreinigt und muss entsprechend aufbereitet werden.

Landfill leachate contains valuable, recoverable organics, water, and nutrients. This project investigated leachate treatment and resource recovery from landfill leachates by innovative methods such as forward osmosis (FO), bioelectrochemical systems (BES), and advanced oxidation. In this study, a microbial fuel cell (MFC) removed 50-75% of the ammonia from a leachate through the electricity driven movement of ammonium to the cathode chamber followed by air stripping at high pH (> 9). During this process, the MFC system removed 53-64% of the COD, producing a net energy of 0.123 kWh m-3. Similarly, an integrated microbial desalination cell (MDC) in an FO system recovered 11-64% of the ammonia from a leachate; this was affected by current generation and hydraulic retention time in the desalination chamber. The MDC-FO system recovered 51.5% of the water from a raw leachate. This increased to 83.5% when the FO concentrate was desalinated in the MDC and then recirculated through the FO unit. In addition, the project investigated humic acid (HA) recovery from leachate during the synergistic incorporation of FO, HA recovery, and Fenton's oxidation to enhance leachate treatment and to reduce Fenton's reagent requirements. This led to the investigation of harmful disinfection byproducts (DBPs) formation during Fenton's oxidation of landfill leachate. The removal of leachate UV-quenching substances (humic, fulvic, and hydrophilic acids) using an MFC and a chemical oxidant (i.e., sodium percarbonate) with a focus on energy production and cost efficiency were also studied. BES treatment can reduce leachate organics concentrations; lower UV absorbance; recover ammonia; and, in combination with FO, recover water. Although BES is promising, significant work is needed before its use in landfill leachate becomes practical. FO application to leachate treatment must consider the choice of an appropriate draw solute, which should require minimal effort for regeneration. Resources like HA in leachate deserve more attention. Further efforts can focus on purification and application of the recovered products. The emerging issue of DBP formation in leachate treatment also requires attention due to the potential environmental and human health effects. The broader impact of this study is the societal benefit from more sustainable and cost-efficient leachate treatment. / Doctor of Philosophy / On average, each of us produces 3 – 4 pounds of solid waste every day. In the U.S., the yearly generation of solid waste is 250 million tons, while the global generation is 1.1 billion tons. The global management cost of solid waste is around 200 billion dollars. About half of U.S. municipal solid waste ends up in landfills, in China, this number is 80%. Among the different municipal solid waste (MSW) management approaches, landfilling is the most common because of its low cost and relatively low maintenance requirements. In a landfill, the combination of precipitation and solid waste degradation produce leachate, a complex wastewater. A ton of municipal solid waste can generate 0.05–0.2 tons of leachate in its lifetime during the process of landfilling. Leachate contains a vast array of pollutants, which can result in major environmental impact and adverse human health risk if not contained and treated appropriately. At present, leachate is mostly treated biologically, without any resource recovery. Among the myriad recoverable resources in landfill leachates, water and ammonia are the most abundant. We applied innovative approaches such as, bioelectrochemical systems, forward osmosis, advanced oxidation to recover resources and remove contaminants from leachate simultaneously. We also incorporated these novel technologies to help each other. For instance, we recovered humic fertilizer from leachate prior to advanced oxidation (i.e., Fenton’s oxidation) that helped the reduction of Fenton’s reagent requirements. The next step of our study could be the pilot scale application of the proposed techniques so that it can be applied in field. The broader impacts of this study include improvements in sustainability and cost efficiency of leachate treatment that can benefit the society.

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[ES] Los humedales son uno de los ecosistemas más importantes del planeta. En los distintos hábitats que albergan convive un gran número de especies, siendo un reservorio de biodiversidad. Además, al ser sumideros de carbono (CO2, ) son un aliado natural en la lucha contra el cambio climático. Los humedales resultan imprescindibles para el cumplimiento de los objetivos de sostenibilidad de la Agenda 2030. Desgraciadamente, la desaparición de estos espacios naturales es alarmante, especialmente acelerada durante el siglo XX y lo que llevamos de siglo XXI. Uno de los motivos más importantes que causa su pérdida y degradación es la falta de recursos hídricos. En general, en situaciones de estrés hídrico, es necesario aportar agua procedente de fuentes externas. La elección de las fuentes de recursos hídricos supone un complejo problema de decisión. La calidad del agua debe ser la adecuada para garantizar la sostenibilidad del humedal. En esta tesis se elabora una metodología para resolver ese problema. Se ha aplicado al caso de las Tablas de Daimiel, pero puede ser utilizada en cualquier otro humedal. A partir de los valores de referencia del humedal se han elaborado unas funciones de rating que permiten asignar puntuación a los distintos valores de los parámetros fisicoquímicos. Hay una función de rating para cada uno de los parámetros. Las funciones son específicas del humedal cuya regeneración hídrica se pretende. Se ha asignado un peso a los distintos parámetros fisicoquímicos para considerar la diferente repercusión de cada uno de ellos en la calidad del agua. Para ello se ha llevado a cabo un análisis mediante el Analytical Hierarchical Process (AHP). Agregando las funciones de rating con los pesos obtenidos se ha diseñado un índice de sostenibilidad (WRSM). Las fuentes de agua más adecuadas toman valores más altos del índice, en contraposición con las menos aconsejables.Todo el proceso descrito se ha aplicado a las Tablas de Daimiel, comprobándose su utilidad y eficacia para evaluar diferentes tipos de aguas procedentes de muy diversas fuentes. La metodología desarrollada es novedosa, completamente reproducible y además es aplicable a cualquier otro humedal, por lo que puede constituir una nueva herramienta para abordar la importante y compleja tarea que supone la restauración hídrica de humedales. / [CA] Els aiguamolls són un dels ecosistemes més importants del planeta. En els diferents hàbitats que alberguen conviu un gran nombre d'espècies, sent un *reservorio de biodiversitat. A més, en ser embornals de carboni (CO¿, ) són un aliat natural en la lluita contra el canvi climàtic. Els aiguamolls resulten imprescindibles per al compliment dels objectius de sostenibilitat de l'Agenda 2030. Desgraciadament, la desaparició d'aquests espais naturals és alarmant, especialment accelerada durant el segle XX i el que portem de segle XXI. Un dels motius més importants que causa la seua pèrdua i degradació és la falta de recursos hídrics. En general, en situacions d'estrés hídric, és necessari aportar aigua procedent de fonts externes. L'elecció de les fonts de recursos hídrics suposa un complex problema de decisió. La qualitat de l'aigua ha de ser l'adequada per a garantir la sostenibilitat de l'aiguamoll. En aquesta tesi s'elabora una metodologia per a resoldre aqueix problema. S'ha aplicat al cas de les Taules de Daimiel, però pot ser utilitzada en qualsevol altre aiguamoll. A partir dels valors de referència de l'aiguamoll s'han elaborat unes funcions de ràting que permeten assignar puntuació als diferents valors dels paràmetres fisicoquímics. Hi ha una funció de ràting per a cadascun dels paràmetres . Les funcions són específiques de l'aiguamoll la regeneració hídrica del qual es pretén. S'ha assignat un pes als diferents paràmetres fisicoquímics per a considerar la diferent repercussió de cadascun d'ells en la qualitat de l'aigua. Per a això s'ha dut a terme una anàlisi mitjançant el Analytical *Hierarchical *Process (*AHP). Agregant les funcions de ràting amb els pesos obtinguts s'ha dissenyat un índex de sostenibilitat (*WRSM). Les fonts d'aigua més adequades prenen els valors més alts de l'índex, en contraposició amb les menys aconsellables. Tot el procés descrit s'ha aplicat a les Taules de Daimiel, comprovant-se la seua utilitat i eficàcia per a avaluar diferents tipus d'aigües procedents de molt diverses fonts. La metodologia desenvolupada és nova, completament reproduïble i a més és aplicable a qualsevol altre aiguamoll, per la qual cosa pot constituir una nova eina per a abordar la important i complexa tasca que suposa la restauració hídrica d'aiguamolls. / [EN] Wetlands are one of the most important ecosystems on the planet. A large number of species coexist in the different habitats that are home to wetlands. They are a reservoir of biodiversity. Furthermore, being carbon sinks (CO2, ), wetlands are a natural ally in the fight against climate change. Wetlands are essential to meet the sustainability goals of the 2030 Agenda. Unfortunately, the disappearance of these natural spaces is alarming, especially accelerated during the 20th century and so far in the 21st century. One of the most important reasons that causes its loss and degradation is the lack of water resources. In general, in situations of water stress, it is necessary to obtain water from external sources. The choice of sources of water resources is a complex decision problem. The quality of the water must be adequate to guarantee the sustainability of the wetland. This thesis develops a methodology to solve this problem. It has been applied to the case of the Tablas de Daimiel wetland, but it can be used in any other wetland. Based on the reference values of the wetland, qualification functions have been developed. These functions evaluate the physicochemical parameters. There is a rating function for each of the parameters. The functions are specific to the wetland whose water regeneration is intended. A weight has been assigned to the different physicochemical parameters to consider the different impact of each of them on water quality. For this, an analysis has been carried out using the Analytical Hierarchy Process (AHP). Adding the rating functions with the weights obtained, a sustainability index (WRSM) has been designed. The most suitable water sources take the highest values of the index, compared to the least recommended. The entire process described has been applied to the Tablas de Daimiel wetland, demonstrating its usefulness and effectiveness for evaluating different types of water from very diverse sources. The methodology developed is novel, completely reproducible and also applicable to any other wetland, so it can be a new tool to address the important and complex task of hydrological restoration in wetlands. / Benítez Navío, A. (2023). Metodología para la toma de decisiones estratégicas en la asignación sostenible de recursos para la recuperación hidrológica de humedales en situación de estrés hídrico [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192828