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¿Cómo recuperar nutrientes y energía en aguas residuales domésticas mediante bacterias?

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  • ¿Cómo recuperar nutrientes y energía aguas residuales domésticas mediante bacterias?
  • Investigadores del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) de la URJC y del departamento de Innovación y Tecnología de Aqualia han desarrollado un nuevo sistema de tratamiento de aguas residuales basado en la economía circular.

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Universidad Rey Juan Carlos
Universidad Rey Juan Carlos.
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El tratamiento de aguas residuales es una plataforma idónea para basar el desarrollo tecnológico enfocado al cambio de modelo productivo de economía circular. En este sistema moderno todos sus elementos excedentes se transforman en materia prima, que es incorporada de nuevo al sistema, lo cual implica potencialmente un concepto de emisión cero.

Recientemente han surgido varias alternativas de tratamiento de aguas residuales basadas en este concepto de economía circular. Una de ellas propone el empleo de bacterias anaerobias fototróficas púrpura o PPB (Purple Phototrophic Bacteria). Estos microorganismos asimilan los nutrientes contenidos en el agua residual en lugar de disiparlos. Además, emplean luz infrarroja como fuente energética y, por ello, su eficiencia en reciclaje es muy elevada.

Este enfoque novedoso de fotobiorrefinería ha sido el punto de partida del grupo GIQA de la URJC, liderado por el Dr. Daniel Puyol y los profesores Juan Antonio Melero y Fernando Martínez. Los investigadores han desarrollado una tecnología de tratamiento de aguas residuales y efluentes líquidos basada en estas bacterias PPB, en colaboración con el departamento de Innovación y Tecnología de Aqualia, representada por Frank Rogalla y el Dr. Víctor Monsalvo.

El tratamiento de aguas residuales es una plataforma idónea para basar el desarrollo tecnológico enfocado al cambio de modelo productivo de economía circular

La tecnología desarrollada por el GIQA y Aqualia, denominada ADVANSIST, supone un nuevo concepto de los tradicionales reactores aerobios tipo carrusel para el tratamiento de aguas, basados en la mezcla heterogénea de procariotas (de carácter unicelular y carentes de núcleo) y otros microorganismos. Estos reactores tienen un alto coste de operación por la necesidad de aireación, y generan emisiones importantes tanto de dióxido de carbono como de óxidos de nitrógeno. En el sistema ADVANSIST, en cambio, “se fomenta el crecimiento de bacterias PPB anaerobias mediante el uso selectivo de luz infrarroja filtrada y se logra vencer las dificultades inherentes a la tecnología de carrusel aerobio convencional”, comenta el Dr. Daniel Puyol, del GIQA.

Entre los logros alcanzados con este nuevo modelo, destacan también el aumento notable de biomasa en el interior del reactor y la consecuente mejora en la producción de biogás, debido tanto al incremento de biomasa como a que las bacterias PPB son más fácilmente digeribles que otras fuentes de biomasa convencionales.

Sistema ADVANSIST (Fotobiorreactor anaerobio tipo carrusel): El agua residual se alimenta lateralmente. El agua que circula en el reactor y el efluente tratado se evacúa por el extremo opuesto. El sistema cuenta con una cubierta que selecciona la longitud de onda incidente, dejando paso únicamente a la luz infrarroja, además de garantizar un ambiente anaerobio.

De la fase experimental del desarrollo tecnológico a la construcción de una planta demostrativa

La viabilidad de la tecnología se ha demostrado mediante pilotaje durante un periodo de un año en la estación depuradora de aguas residuales del Campus de Móstoles de la URJC.

Los resultados obtenidos son prometedores, por lo que Aqualia continuará apostando por el desarrollo de esta tecnología, en colaboración con el GIQA, para maximizar el aprovechamiento del agua residual como recurso y promover un uso más sostenible de los recursos hídricos. “Actualmente estamos construyendo la planta demostrativa sobre la tecnología de bacterias PPB más grande del mundo, donde la materia orgánica y los nutrientes serán transformados en bioenergía y/o fertilizantes orgánicos”, destaca el Dr. Víctor Monsalvo, de Aqualia.

La inauguración de la planta está prevista para septiembre de 2018, y la importancia estratégica de la misma, tanto para Aqualia como para el GIQA, hará de la divulgación científica un objetivo fundamental para dar a conocer este hito tecnológico.

Fotobiorreactores tipo carrusel instalados en la planta de tratamiento de aguas residuales de la URJC (Centro de Apoyo Tecnológico, Campus de Móstoles) antes de iniciar su operación.

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