Estudi de configuracions de bioreactors i materials de rebliment per al tractament de mescles complexes de compostos orgànics i inorgànics volàtils

Resumen

En el desenvolupament d’aquesta tesi s’ha intentat donar solució a diverses necessitats observades en equips i instal·lacions a nivell industrial. En aquest sentit, cal destacar el fet d’haver estat en contacte directe amb la realitat industrial, ja que ha permès tenir un concepte més acurat de les necessitats del camp de la biofiltració a escala real. Aquesta visió és la que manca en alguns casos i provoca la pèrdua de perspectiva en l’aplicabilitat real de diversos estudis doctorals. Aquestes necessitats van derivar en diversos estudis, on es van avaluar diferents materials de rebliment clàssics i novedosos en diferents configuracions de bioreactors pel tractament de mescles complexes. Amb aquest objectiu es realitzen les següents aportacions científiques: Caracterització físico química dels materials de rebliment utilitzats al llarg de la tesi. Desenvolupament d’una metodologia per a la fabricació d’un nou material híbrid format per argil·la pirol·litzada recoberta d’una fina capa de compost per a la seva utilització en biofiltres convencionals. Avaluació de la influència d’utilitzar un cultiu específic com a inòcul en la biodegradació d’NH3 i una barreja de compostos orgànics volàtils, COVs (hexanal, àcid butíric, DMS (dimetil sulfur), DMDS (dimetil disulfur), MIBK (metil isobutil cetona) i ?-pinè), empleant el material híbrid inoculat amb el cultiu específic front al material híbrid inoculat amb llots d’una estació depuradora d’aigües residuals. Estudiar la viabilitat de la fusta de pi i d’àlber en biofiltres percoladors tractant una mescla complexa, composta per etilmercaptà (EM), àcid butíric, NH3 i H2S, durant un període d’operació de gairebé 100 dies en termes d’eficàcia, estabilitat i pèrdua de càrrega. Du a terme l’estudi d’efectes creuats entre H2S, NH3 i l’EM en dos biofiltres percoladors reblits amb fusta d’àlber i escuma de poliuretà, mitjançant l’increment de la concentració de N-espècies (NH4+, NO2- i NO3-) i S-espècies (SO42- i S2-) a la fase líquida dels biofiltres percoladors. Du a terme estudis poblacionals mitjançant la tècnica de FISH (fluorescence hybridization in situ). Es va fer un seguiment de l’evolució temporal i longitudinal d’espècies sulfuro oxidants i nitrificants al biofiltre reblit amb escuma de poliuretà. Part d’aquest estudi científic es troba publicat en un article a una revista científica internacional i s’està en fase d’elaboració de tres més. D’altra banda, els resultats obtinguts en aquesta tesi s’han presentat en tres congressos internacionals. No es va perseguir un únic objectiu en el desenvolupament d’aquesta tesi. S’ha intentat donar solució a les diverses necessitats observades a nivell industrial. En aquest sentit, cal destacar el fet d’haver estat en contacte directe amb la realitat ja que ha permès tenir una concepte més acurat de les necessitats reals al camp de la biofiltració a nivell industrial. De fet, part dels resultats obtinguts s’estan utilitzant a nivell industrial amb èxit. A més, el coneixement adquirit ha permès l’aplicació de les estratègies d’operació desenvolupades dins d’aquesta tesis en altres estudis relacionats dins del mateix grup d’investigació.