RESUMEN DEL PROYECTO

Hoy en día, la transformación de corrientes residuales en productos de valor añadido es una cuestión prioritaria para el desarrollo sostenible. La industria petrolera se enfrenta a residuos potencialmente peligrosos como los lodos generados durante el refino de petróleo. Este tipo de lodos se localiza en el fondo de los tanques de crudo petrolífero, en los separadores de aceite/agua y en las plantas de tratamiento de aguas residuales in situ.

La carbonización hidrotérmal (HTC) presenta un enorme potencial para la valorización de los lodos generados en una refinería, evitando costosos tratamientos debido a la necesidad de deshidratar los lodos antes de su gestión definitiva. El hidrochar resultante puede ser un material con un enorme potencial para la fabricación de electrodos conductores y materiales particulados para uso en diferentes tecnologías electroquímicas. La transferencia de masa es un factor importante que afecta al rendimiento de los procesos electroquímicos y catalíticos, pero se proponen procesos de activación física y química de los materiales de carbono basados en hidrochar para promover estructuras porosas de gran desarrollo superficial. Asimismo, la modificación superficial con grupos oxigenados y nitrogenados pueden mejorar la conductividad de los electrones, mientras que la inclusión de especies metálicas activas con propiedades redox para la catálisis en procesos de oxidación avanzados puede permitir la fabricación de electrodos no solo de elevada conductividad si no también con actividad catalítica en procesos electroquímicos.

Una de las principales debilidades de la tecnología HTC es la gestión (depuración/valorización) de la fase acuosa generada, caracterizada por un alto contenido de demanda química de oxígeno (DQO). Se requieren tecnologías sostenibles basadas en un balance energético neutro o incluso positivo para el tratamiento de esos licores acuosos generados durante la HTC de los lodos de refinería. En SLUD4MAT&WATER se propone un proceso una primera etapa de oxidación húmeda en presencia de aire (WAO) para reducir la carga orgánica, que puede ser un proceso energéticamente autosostenible para las aguas de HTC con DQO superior a 20 g/L. A continuación, el proyecto SLUD4MAT&WATER propone dos procesos alternativos paa la depuración y valorización de la corriente acuosa resultante. Por un lado, el sistema anaeróbico fotobioelectroFenton puede ser un proceso energético autosostenible que compensa el aporte energético de los procesos electro-Fenton mediante la combinación del sistema fotobioanaeróbico basado en bacterias fototroficas púrpura) en el ánodo y el posterior electro-Fenton oxidativo en el cátodo. Por otro lado, la tecnología de humedales artificiales acoplados a sistemas bioelectroquímicos ofrece un proceso de depuración extensivo alternativo compacto con menor huella de terreno y mínimos requerimientos de recursos humanos e infraestructuras técnicas. Para ello, materiales electroactivos conductores derivados del hidrochar serán objeto de estudio para aumentar el rendimiento de esta tecnología en el tratamiento de las aguas residuales de refinería.

El proceso global propuesto en este proyecto para la gestión de lodos de refinería es un claro ejemplo de economía circular con la producción de materiales de hidrochar para su autoconsumo en tecnologías que permiten la producción de agua regenerada y la minimización de los costes de operación, así como los potenciales impactos ambientales fuera de la refinería.