972 18 34 00

Una tesi del LÈQUIA desenvolupa una tecnologia per eliminar Nitrats de les aigües subterrànies sense generar residus

Posted by: General 15 març 2024 : 0

La combinació de l’escassetat d’aigua amb la contaminació de l’aigua disponible planteja reptes importants per l’Administració i la societat. Aquest problema s’agreuja a les zones rurals, que tenen un accés limitat als serveis de gestió de l’aigua. L’agricultura moderna i les pràctiques productives de la ramaderia intensiva contribueixen de manera significativa a la contaminació de l’aigua per nitrats. Això comporta una necessitat urgent de desenvolupar solucions sostenibles descentralitzades.

Aquesta tesi doctoral se centra en l’eliminació de nitrats per mitjà de l’electro-bioremediació de l’aigua, una tecnologia que aprofita la capacitat d’alguns microorganismes per intercanviar electrons amb un material sòlid. Així, el nitrat es redueix a dinitrogen gas (que és innocu) fent servir un càtode com a donador d’electrons. Aquest procés innovador elimina la necessitat d’afegir productes químics a l’aigua com a agents reductors, una pràctica comuna en tractaments convencionals, i evita així la generació de residus. A més, l’energia requerida és mínima.

Alba Ceballos-Escalera ha investigat el desenvolupament de processos d’electro-bioremediació per l’eliminació de nitrat a diferents escales. El treball experimental es va iniciar al laboratori i va concloure amb el tractament d’aigua subterrània contaminada en una planta pilot ubicada a Navata (Alt Empordà). Els resultats principals són:

  • Millora de la reducció del nitrat fins a 5.0 kg NO3m-3d-1 (HRTcat7 h) a escala laboratori i fins a 1.0 kg NO3 m-3d-1 (HRTcat 0.7 h) a escala de planta pilot (tractament d’aigua subterrània contaminada amb nitrats in situ). L’eliminació òptima dels nitrats té lloc a pH 6 i a 35ºC amb una demanda relativament baixa d’energia (4-6 kWh kg-1 NO3). La despesa operativa (OPEX) és 0.40 € m-3. Per assolir aquesta fita, la investigadora va estudiar el disseny del reactor, la matriu d’aigua i reptes relacionats amb l’operació en un entorn rellevant real.
  • Demostració de la possibilitat de tractar aigua contaminada amb coexistència de nitrat i arsenit. L’arsenit es va oxidar de manera eficient a arseniat com un pas crític per la seva eliminació, reduint d’aquesta manera la seva toxicitat.
  • Integració del procés de desinfecció electroquímica en un sistema d’electro-bioremediació d’una etapa, obtenint un efluent que compleix amb els paràmetres de qualitat de l’aigua de boca, no només pel que fa als límits de nitrats i nitrits sinó també pel que fa als patògens.
  • Desenvolupament d’un reactor de descalcificació electroquímic sense membranes com a pre-tractament per a l’eliminació de nitrats per electro-bioremediació. La presència de calç en l’aigua subterrània pot afectar el rendiment de l’electro-bioremediació.

Aquests resultats constitueixen un pas significatiu per aprofitar tot el potencial de l’electro-bioremediació per tractar la contaminació d’aigües subterrànies per nitrats, i demostren la seva sostenibilitat ambiental i competitivitat econòmica. A més, s’ha provat que la tecnologia és prou versàtil per tractar diferents contaminants com l’arsenit i els patògens. S’obre, doncs, el camí per dur a terme més tasques de R+D que condueixen a la implementació de la tecnologia a escala real i a la seva comercialització. La tesis, ha estat dirigida pels Drs. Sebastià Puig, Maria Dolors Balaguer i Narcís Pous del Laboratori d’Enginyeria Química i Ambiental de la Universitat de Girona (LEQUIA).

Altres entrades

301 Moved Permanently

301 Moved Permanently


openresty