UTILIZACIÓN DE SISTEMAS BIOELECTROQUÍMICOS EN DEPURADORAS DE AGUAS

RESIDUALES

Ponente:

Dr. Raúl Mateos González

UNIVERSIDAD DE LEÓN

GRUPO DE INGENIERÍA QUÍMICA, AMBIENTAL Y BIOPROCESOS

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2

3

Oxidación de materia orgánica

Hidrólisis de agua

Otras oxidaciones

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES1º Restricciones asociadas al sistema bioelectroquímico

2º Restricciones asociadas al uso del agua

3º Restricciones tecnoeconómicas (Escalado)

Baja eficiencia culómbica

Pérdidas óhmicas

Recirculación de hidrógeno (Homoacetógenos)

Baja recuperación de hidrógeno

Baja concentración de DQO

Baja conductividad

Cinética de degradación del agua residual

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TRATAMIENTO DE AGUAS DE RETORNO

Volumen MEC= 150 L Voltage = 1V TRH = 1d

5 pares de electrodos en paralelo6

Eliminación de nitrógeno

70% eliminación de N

7Problemas de nitrificación

80% eliminación de COT

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TRATAMIENTO DE PURINES Objetivo: Rebajar N y generar

corriente limpia con N.

Volumen: 8 litros

MEC: 1V

Problemas de biodegradabilidad

Corrientes bajas

Problemas de sólidos

60% de recuperación de N encorriente limpia

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VINAZAS / LACTOSUERO

Sustratos problemáticos:

Eficiencias de depuración y energéticasbajas

Vinaza: Baja degradabilidad Compuestos perjudiciales para

bacterias electroactivas (ej. Fenoles)

Lactosuero: Gran cantidad de sustrato Descompensación de nutrientes

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OTRAS APLICACIONES

Recuperación de iones:

Na/Cl: NaOH + HCl

Concentrados de Ósmosis inversa

Bioelectrodialisis

Configuraciones más complejas

Tratamiento de aguas con sulfuro:

Bacterias electroactivas resistentes a sulfuros y sulfatos

Oxidación simultánea de materia orgánica y sulfuro

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CO2

Biogás

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MicrobialElectrosynthesis

AGVs

Alcoholes

OtrosHidrógeno

Metano

13

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

0

400

800

1200

1600

2000

48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 De

nsi

da

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A ·

m-2

)

Co

nce

ntr

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ón

de

acé

tico

(m

g ·L

-1)

Tiempo de experimento (days)

HAc Current density

Concentración máxima ~2 g·L-1

Fijación del CO2 de hasta el 100%

PRODUCCIÓN DE ACÉTICO

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PRODUCCIÓN DE METANO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

100

200

300

400

500

600

700

0 2 6 9 13 16 20 22 27 30 34 37 41

Gas

%

Co

nce

ntr

ació

n (

mg·

L-1

)

Días

IC HAc Methane H2

Día 2: Actividad electroactiva sin productos. Crecimiento microbiano.

Días 6-16: Bajas producciones de acético, hidrógeno y metano

Días 16-41: Sin hidrógeno, consumo de acético y producción mayoritaria de metano: >80% y tasa de 30-55 mL·L-1·d-1

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SUMINISTRO ELÉCTRICOEl sistema MES es robusto frente a

interrupciones eléctricas.

Los cortes afectan al comportamiento

de la MES por un breve periodo.

El biofilm está dominado por bacterias

electroactivas Sporomusa, Clostridium y

Desulfovibrio.

El sistema MES prueba estar listo para

ser acoplado a un suministro eléctrico

renovable con fluctuaciones de energía.

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CONCLUSIONES

Gran versatilidad para trabajar en el ámbito

de las aguas residuales.

Aplicaciones en depuración, recuperación de

nutrientes y producción de compuestos de

valor.

Resistencia del biofilm de microorganismos

electroactivos frente a cortes de suministro,

altas concentraciones de sustrato, N, S y otros.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Ponente:

Dr. Raúl Mateos González

UNIVERSIDAD DE LEÓN

INSTITUTO DE MEDIO AMBIENTE, RECURSOS NATURALES Y

BIODIVERSIDAD

ÁREA DE INGENIERÍA QUÍMICA

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