Valorización sostenible de lodos producidos en plantas de tratamiento de aguas residuales como catalizadores para la degradación de contaminantes emergentes en aguas

En este proyecto de investigación se propone desarrollar un método innovador que aborde de manera simultánea la remediación del agua contaminada con compuestos farmacéuticos y la gestión de los riesgos asociados a los lodos. Los lodos, son un subproducto no deseado de las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR), los cuales generan una tensión significativa en el funcionamiento normal de las PTAR debido a los costos elevados de eliminación y a los problemas de disposición. En Colombia, al sumar la producción anual de lodos de las principales PTAR, se generan 45.142 toneladas en base seca (Salazar, 2019). Por tanto, explorar la utilización de estos lodos residuales emerge como una solución atractiva para abordar este desafío. Por otra parte, cantidades de compuestos farmacéuticos, tales como analgésicos, antiinflamatorios, antibióticos entre otros, han sido vertidos al ambiente y, debido a la ineficiencia de los métodos de tratamiento de agua convencionales, se ha detectado la presencia de estos compuestos, tanto en aguas naturales como potable, produciendo efectos adversos a los seres vivos de los ecosistemas acuáticos y terrestres. Debido al impacto negativo que se genera por la continua presencia de trazas de fármacos en aguas, se requieren desarrollar y optimizar métodos de tratamientos eficientes, que logren remover dichos compuestos. Los procesos de oxidación avanzada (AOP) que utilizan peroximonosulfato (PMS) para la remediación de agua contaminada con compuestos farmacéuticos se presentan como una estrategia altamente prometedora en el tratamiento de aguas residuales. Por tanto, en esta propuesta se evaluará el uso de un lodo de depuradora procedente de la industria textil como un catalizador eficiente y económico, para activar el PMS con el objetivo de reducir ciprofloxacina (CIP), el cual es uno de los antibióticos que se encuentra con frecuencia en aguas residuales colombianas.

-Objetivo General:
Promover un enfoque de valorización sostenible de los lodos generados en plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) al utilizarlos como catalizadores efectivos en la degradación de contaminantes emergentes, con un enfoque inicial en la reducción de ciprofloxacina (CIP) en aguas residuales, contribuyendo así a mejorar la calidad del agua y reducir la carga ambiental de los lodos de PTAR.

-Objetivos específicos:
1. Caracterizar las propiedades físicas y químicas de los lodos producidos en una PTAR industriales
2. Optimizar métodos para la preparación y activación de los lodos de PTAR, incluyendo técnicas de modificación química y condiciones de pirólisis controlada.
3. Evaluar la eficiencia y la sinergia de los lodos de PTAR para activar el PMS mediante su aplicación en la degradación de ciprofloxacina ambientes acuosos
4. Determinar las vías de reacción de los lodos de PTAR en procesos de activación de PMS para la degradación de ciprofloxacina
5. Evaluar la viabilidad de implementación en sistemas reales, mediante la evaluación del proceso de catálisis en matrices reales simuladas y el reúso del material
6. Proporcionar recomendaciones prácticas para la implementación exitosa de la valorización sostenible de lodos de PTAR como catalizadores en sistemas de tratamiento de aguas residuales, promoviendo así una gestión más eficiente y responsable de los recursos y residuos en el sector del agua.

Con el desarrollo de esta propuesta se espera poder utilizar de manera eficiente y económica los lodos de la industria textil, un subproducto de las plantas de tratamiento de aguas residuales, como catalizador para activar el peroximonosulfato (PMS) y mejorar así la degradación de compuestos farmacéuticos, como la ciprofloxacina (CIP), que con frecuencia se encuentra en aguas residuales colombianas.

- Una Vinculación estudiante de pregrado
- Una Vinculación de estudiante doctorado
- Un articulo ISI/SCOPUS
- Un producto empresarial:protección del procedimiento para la producción de catalizador a partir de lodos.
- Una ponencia
- Una cartilla o folleto
- Un boletín de divulgación de resultados de investigación.
- Una participación en redes de conocimiento especializado