Item
Radjenovic, Jelena
Comas Matas, Joaquim |
|
Universitat de Girona. Departament d’Enginyeria QuÃmica, Agrà ria i Tecnologia Agroalimentà ria | |
Norra, Giannis-Florjan | |
2024 October 24 | |
ENG- The objective of this thesis is to assess novel electrochemical techniques for the degradation of persistent organic contaminants and water disinfection, focusing on 3D system methodologies. The initial two chapters of the thesis involved the evaluation of graphite granules and activated carbon granules as particle electrodes, with an additional investigation into the impact of reduced graphene oxide (RGO) coating. Furthermore, the regeneration and reuse of particle electrodes was examined. The incorporation of particle electrodes resulted in improved removal of persistent organic contaminants from water, accompanied by a reduction in energy consumption within the system. Additionally, the inclusion of particle electrodes helped to mitigate the formation of toxic by-products typically generated in electrochemical processes involving the presence of chloride. The application of RGO coating also yielded positive outcomes, and partial regeneration of the granules was successfully achieved, enabling their reuse across multiple cycles, even in real wastewater matrices.
In the final section of the thesis, graphene sponge electrodes were fabricated using a cost-effective bottom-up synthesis approach, incorporating RGO coating. These electrodes were employed as both anodes and cathodes for electrochemical disinfection, successfully eliminating E. coli without the contribution of chlorine species. Near-total eradication of E. coli was observed in both phosphate buffer and actual tap water. Additionally, the system’s energy consumption was reduced through the application of intermittent current.
Overall, the thesis proves the great potential of 3D electrochemical methods for the treatment of both persistent contaminants and disinfection and addresses some of the main limitations of the electrochemical methods, such as the high energy consumption, high cost of electrodes and formation of toxic by-products CAT- L’objectiu d’aquesta tesi és avaluar noves tècniques electroquÃmiques per a la degradació de contaminants orgà nics persistents i la desinfecció de l’aigua, centrant-se en metodologies de sistemes 3D. Els dos primers capÃtols de la tesi van consistir en l’avaluació de grà nuls de grafit i grà nuls de carboni activat com elèctrodes de partÃcules, amb una investigació addicional sobre l’impacte del recobriment reduït òxid de grafè reduït (RGO). A més, es va examinar la regeneració i reutilització d’elèctrodes de partÃcules. La incorporació d’elèctrodes de partÃcules va donar lloc a una millor eliminació de contaminants orgà nics persistents de l’aigua, acompanyada d’una reducció del consum d’energia del sistema. A més, la inclusió d’elèctrodes de partÃcules va ajudar a mitigar la formació de sub-productes tòxics tÃpicament generats en processos electroquÃmics que impliquen la presència de clorur. L’aplicació del recobriment RGO també va donar resultats positius, i la regeneració parcial dels grà nuls es va aconseguir amb èxit, permetent la seva reutilització a través de múltiples cicles, fins i tot en matrius reals d’aigües residuals. En la secció final de la tesi, es van fabricar elèctrodes d’esponja de grafè utilitzant un enfocament de sÃntesi ascendent rendible, incorporant el revestiment RGO. Aquests elèctrodes van ser utilitzats com a à nodes i cà todes per a la desinfecció electroquÃmica, eliminant amb èxit E. coli sense la contribució d’espècies de clor. L’erradicació gairebé total d’E. coli es va observar tant en el tampó de fosfat com en l’aigua de l’aixeta real. A més, el consum d’energia del sistema es va reduir mitjançant l’aplicació de corrent intermitent. En general, la tesi demostra el gran potencial dels mètodes electroquÃmics 3D per al tractament tant de contaminants persistents com de desinfecció i aborda algunes de les principals limitacions dels mètodes electroquÃmics, com l’alt consum energètic, l’alt cost dels elèctrodes i la formació de sub-productes tòxics Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia de l’Aigua 6 |
|
http://hdl.handle.net/10803/693006 | |
http://hdl.handle.net/10256/25934 | |
eng | |
Universitat de Girona | |
L’accés als continguts d’aquesta tesi queda condicionat a l’acceptació de les condicions d’ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
Oxidació electroquÃmica
Oxidación electroquÃmica Electrochemical oxidation Grafè Grafeno Graphene Tractament d’aigües Tratamiento de aguas Water treatment Desinfecció Desinfección Disinfection Contaminants orgà nics persistents Contaminantes orgánicos persistentes Persistent organic contaminants contaminantes orgánicos persistentes Reactor electroquÃmic de llit empacat Reactor electroquÃmico de lecho empacado Packed bed electrochemical reactor 502 574 628 |
|
Development of three-dimensional electrochemical systems for the degradation of persistent contaminants and disinfection | |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | |
DUGiDocs |