Utilización de dispositivos de membrana para la captura de las emisiones de amoníaco procedentes de deyecciones de ganado porcino y avícola

Abstract

This Ph.D. Thesis is a contribution framed in the area of air quality in the agro-livestock sector. The research contribution focuses on the optimization of a gas-permeable membrane (GPM) technology with applications in the reduction of ammonia emissions from livestock housing or waste management processes such as composting. Firstly, the process parameters have been optimized at laboratory level to favour ammonia capture through the membranes. Subsequently, at farm scale, the best conditions have been selected and applied in a pilot plant to recover the ammonia emitted to the atmosphere by excreta, both in the livestock house atmosphere and in manure composting processes. GPM technology has proven to be a viable alternative to other technologies such as biofilters, trickling filters, and stripping systems for capturing ammonia emissions from livestock buildings. It has a high N recovery efficiency (up to 98%), comparable to or higher than those of other technologies, with minimal energy and operating costs, with membrane maintenance being the main limiting factor at present. The GPM technology developed is a promising alternative to address the challenge of reducing ammonia emissions to the atmosphere from the agro-livestock sector, contributing to the fulfillment of national commitments to reduce emissions collected in Art. 4 of the European Directive 2016/2284/EU on the environment.

La presente Tesis Doctoral constituye una aportación enmarcada en el área de calidad del aire en el sector agro-ganadero. La contribución de la investigación realizada se centra en la optimización de una tecnología de membranas permeables al gas (MPG) con aplicaciones en la reducción de emisiones de amoníaco procedentes de los alojamientos de ganado o de procesos de gestión de residuos como el compostaje.

En primer lugar, se han optimizado a nivel de laboratorio los parámetros del proceso para favorecer la captura de amoníaco a través de las membranas. Posteriormente, a escala real en granja, se han seleccionado las mejores condiciones y se han aplicado en una planta piloto para recuperar el amoníaco emitido a la atmósfera por las excretas, tanto en la atmósfera de los alojamientos del ganado como en procesos de compostaje de los estiércoles. La tecnología MPG ha demostrado ser una alternativa viable respecto a otras tecnologías como los biofiltros, filtros percoladores y los sistemas de absorción (stripping) para la captura de las emisiones de amoníaco de los edificios de ganado. Presenta una alta eficiencia de recuperación de N (de hasta un 98%), comparable o superior a la del resto de las tecnologías, con costes energéticos y de funcionamiento mínimos, siendo el mantenimiento de la membrana el principal factor limitante en la actualidad.

La tecnología MPG desarrollada es una alternativa prometedora para abordar el reto de reducir las emisiones de amoníaco a la atmósfera procedentes del sector agro-ganadero, contribuyendo al cumplimiento de los compromisos nacionales de reducción de emisiones recogidos en el Art. 4 de la Directiva Europea 2016/2284/UE en materia de medioambiente.