Investigadores de la Universidad de Almería, liderados por el profesor del departamento de Ingeniería Química José Luis Casas López, estudian cómo descontaminar y desinfectar las aguas residuales industriales mediante un proceso que combina luz solar, fangos activos y membranas.
De esta forma, en una primera etapa, las aguas son tratadas en un reactor biológico en el que, mediante la acción de los microorganismos contenidos en los fangos activos, se consigue reducir la presencia de nitrógeno y carbono, dos de los elementos habituales en los efluentes industriales.
Para llevar a cabo este proceso, los investigadores han diseñado un biorreactor anóxico de membrana, es decir, aquel que permite la eliminación conjunta de estos contaminantes operando a niveles muy bajos de oxígeno.
Esta es precisamente la novedad del proceso, ya que lo habitual es que estos elementos se eliminen de forma separada en dos fases: una para el nitrógeno, que apenas necesita oxígeno para su degradación (proceso anóxico) y otra para el carbono, cuya eliminación se produce mejor en condiciones aeróbicas.
“La ventaja del reactor anóxico de membrana es que permite que se den estos dos procedimientos de forma simultánea de manera que, cuando el agua que circula en su interior recibe oxígeno procedente del aire empleado para limpiar la superficie de la membrana, tiene lugar la fase aeróbica en la que se elimina carbono. Por el contrario, en aquellas zonas en las que apenas hay aireación se favorece la degradación de nitrógeno”, explica el investigador principal.
La tecnología de biorreactor se completa con un módulo de membrana en el que la biomasa es separada del agua filtrándola a través de una malla cuyos poros miden 0,04 micrómetros. Este tamaño permite que las bacterias, incluso las más pequeñas que suelen medir una micra, queden adheridas a la membrana, produciéndose su separación del líquido.
Con este sistema, los investigadores tratarán en torno a dos metros cúbicos de agua al día procedentes de la empresa almeriense Cítricos del Andarax S.A., dedicada a la producción de zumos y cremas de verduras.
De esta forma, en una primera etapa, las aguas son tratadas en un reactor biológico en el que, mediante la acción de los microorganismos contenidos en los fangos activos, se consigue reducir la presencia de nitrógeno y carbono, dos de los elementos habituales en los efluentes industriales.
Para llevar a cabo este proceso, los investigadores han diseñado un biorreactor anóxico de membrana, es decir, aquel que permite la eliminación conjunta de estos contaminantes operando a niveles muy bajos de oxígeno.
Esta es precisamente la novedad del proceso, ya que lo habitual es que estos elementos se eliminen de forma separada en dos fases: una para el nitrógeno, que apenas necesita oxígeno para su degradación (proceso anóxico) y otra para el carbono, cuya eliminación se produce mejor en condiciones aeróbicas.
“La ventaja del reactor anóxico de membrana es que permite que se den estos dos procedimientos de forma simultánea de manera que, cuando el agua que circula en su interior recibe oxígeno procedente del aire empleado para limpiar la superficie de la membrana, tiene lugar la fase aeróbica en la que se elimina carbono. Por el contrario, en aquellas zonas en las que apenas hay aireación se favorece la degradación de nitrógeno”, explica el investigador principal.
La tecnología de biorreactor se completa con un módulo de membrana en el que la biomasa es separada del agua filtrándola a través de una malla cuyos poros miden 0,04 micrómetros. Este tamaño permite que las bacterias, incluso las más pequeñas que suelen medir una micra, queden adheridas a la membrana, produciéndose su separación del líquido.
Con este sistema, los investigadores tratarán en torno a dos metros cúbicos de agua al día procedentes de la empresa almeriense Cítricos del Andarax S.A., dedicada a la producción de zumos y cremas de verduras.
Empleo de ultrasonidos
Otra de las aportaciones al proceso de descontaminación es la utilización de ultrasonidos para reducir la producción de fangos que se genera en todo proceso de depuración de aguas industriales.
“Los ultrasonidos desencadenan fenómenos físicos y biológicos a través de la emisión de ondas acústicas en el líquido. Su efecto es la rotura de las paredes de las células de los microorganismos que existen en los fangos y la liberación de toda la materia orgánica al medio. Ésta, a su vez, será consumida por las bacterias. Se facilita así la eliminación de biomasa que, de otra forma, habría que sacarla del biorreactor y tratarla como un residuo sólido más”, matiza Casas López.
Según indican los investigadores, el tratamiento de estos residuos –que concentra la mayor parte de contaminantes y microorganismos, muchos de ellos causantes de enfermedades- supone para las pequeñas y medianas empresas “hasta un 65 por ciento de sus costes de explotación”. Por ello, apuestan por el estudio de técnicas adecuadas que minimicen la generación de fangos y optimicen su gestión.
Fotocatálisis solar
Además de las bacterias y los ultrasonidos, los expertos completarán su investigación con la puesta en marcha de una planta piloto de fotocatálisis para procesos avanzados de oxidación con foto-Fenton. Su principal característica es que la degradación de los contaminantes se produce por efecto de los radicales hidroxilo generados en el ciclo fotocatalizado de oxidación/reducción del hierro.
“En aguas residuales como las de Cítricos del Andarax, la presencia de compuestos tóxicos no biodegradables (plaguicidas, residuos, fármacos…) hace que el tratamiento biológico por sí solo se muestre ineficaz. Por este motivo, para la eliminación total de estos contaminantes, se plantea el uso de la tecnología de oxidación avanzada mediante fotocatálisis homogénea empleando la reacción de foto-Fenton”, indica el profesor Casas.
Finalizados todos los tratamientos, los investigadores aplicarán un protocolo para asegurar que la calidad del agua regenerada se ajusta al uso que se le va a dar, en este caso, su reutilización por la empresa alimentaria.
Otra de las aportaciones al proceso de descontaminación es la utilización de ultrasonidos para reducir la producción de fangos que se genera en todo proceso de depuración de aguas industriales.
“Los ultrasonidos desencadenan fenómenos físicos y biológicos a través de la emisión de ondas acústicas en el líquido. Su efecto es la rotura de las paredes de las células de los microorganismos que existen en los fangos y la liberación de toda la materia orgánica al medio. Ésta, a su vez, será consumida por las bacterias. Se facilita así la eliminación de biomasa que, de otra forma, habría que sacarla del biorreactor y tratarla como un residuo sólido más”, matiza Casas López.
Según indican los investigadores, el tratamiento de estos residuos –que concentra la mayor parte de contaminantes y microorganismos, muchos de ellos causantes de enfermedades- supone para las pequeñas y medianas empresas “hasta un 65 por ciento de sus costes de explotación”. Por ello, apuestan por el estudio de técnicas adecuadas que minimicen la generación de fangos y optimicen su gestión.
Fotocatálisis solar
Además de las bacterias y los ultrasonidos, los expertos completarán su investigación con la puesta en marcha de una planta piloto de fotocatálisis para procesos avanzados de oxidación con foto-Fenton. Su principal característica es que la degradación de los contaminantes se produce por efecto de los radicales hidroxilo generados en el ciclo fotocatalizado de oxidación/reducción del hierro.
“En aguas residuales como las de Cítricos del Andarax, la presencia de compuestos tóxicos no biodegradables (plaguicidas, residuos, fármacos…) hace que el tratamiento biológico por sí solo se muestre ineficaz. Por este motivo, para la eliminación total de estos contaminantes, se plantea el uso de la tecnología de oxidación avanzada mediante fotocatálisis homogénea empleando la reacción de foto-Fenton”, indica el profesor Casas.
Finalizados todos los tratamientos, los investigadores aplicarán un protocolo para asegurar que la calidad del agua regenerada se ajusta al uso que se le va a dar, en este caso, su reutilización por la empresa alimentaria.