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Título
Optimización del tratamiento de aguas residuales domésticas utilizando microalgas y bacterias en un fotobiorreactor tipo HRAP
Autor
Director o Tutor
Año del Documento
2024
Titulación
Máster en Ingeniería Química
Resumen
El crecimiento continuo de la población y el consecuente aumento en la generación
de residuos hace necesario mejorar las tecnologías actuales para conseguir procesos
más sostenibles y que favorezcan el cuidado del medioambiente. Concretamente, la
contaminación de las aguas se ha convertido en una de las problemáticas
ambientales más importantes de nuestros días. Actualmente, se generan en el
mundo 983 millones de m3/d de agua residual (Jones et al., 2021), lo que hace
necesario buscar nuevas alternativas que optimicen su tratamiento. Una de las
alternativas con mayor potencial se basa en el uso de consorcios de microalgas y
bacterias operando en fotobiorreactores. Su acción simbiótica permite la remoción
de contaminantes y la degradación de materia orgánica por medio de la fotosíntesis
y respiración bacteriana. Por otra parte, la automatización de los procesos permite
medir variables a través de sensores y visualizar sus valores en tiempo real. Surge
así la oportunidad de estudiar la automatización y control de un sistema de
fotobiorreactores para el tratamiento de aguas residuales, contemplando la
variación del caudal de agua residual sintética por medio del Tiempo de Residencia
Hidráulico, en condiciones de luz controladas que emulan el ciclo solar.
En esta investigación se trabajó con 2 fotobiorreactores de 3.2 L cada uno, y con un
inóculo de concentración 0.6 gSSV/L compuesto de Chlorella Sorokiniana y bacterias
de fango aerobio. El sistema se alimentó con agua residual sintética y se trabajó con
luz artificial variable para simular la luz del sol en ciclos de luz y oscuridad de 14 y
10 h respectivamente. En una primera etapa el Tiempo de Residencia Hidráulico fue
de 5d, y luego de 28d de operación se trabajó con caudales variables. El sistema de
automatización contempló la medición de oxígeno disuelto, pH y temperatura a
través de sensores que por medio de un protocolo de comunicación permitían la
visualización de los datos en un ordenador. Se realizaron técnicas analíticas para
analizar el crecimiento de la biomasa y su correcta biorremediación.
Los resultados obtenidos de oxígeno disuelto y pH, estuvieron directamente
relacionados con la actividad fotosintética de las microalgas y a la actividad aerobia
de las bacterias. Los rangos de operación presentaron un estado óptimo para el
crecimiento de la biomasa, promoviendo la biorremediación del agua residual
sintética. La biomasa fue capaz de degradar la materia orgánica en un 95% y de
transformar el amonio en un 90%, lo que asegura que el proceso se llevó a cabo de
la manera correcta favoreciendo el crecimiento y actividad de los microorganismos.
Con respecto a la automatización, en futuras investigaciones es necesario depurar
fallos en el sistema de monitorización y control, para tener un proceso que funcione
adecuadamente y por consecuencia se pueda tener un control del oxígeno disuelto.
Palabras Clave
Miocroalgas
Fotobiorreactor
Automatización
Optimización
Oxígeno disuelto
Departamento
Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente
Idioma
spa
Derechos
openAccess
Aparece en las colecciones
- Trabajos Fin de Máster UVa [6334]
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