Integrated assessment of long-term sulfidogenesis in UASB reactors using crude glycerol as carbon source
Moltes activitats industrials generen emissions que contenen compostos de sofre tant en efluents líquids com emissions gasoses, que majoritàriament són tractades mitjançant processos fisicoquímics. El sulfat es troba generalment a les aigües residuals d'aquestes indústries, com la indústria pap...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2020 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:243114 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/243114 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Sulfat Glicerol UASB Sulfato Sulfate Glycerol Ciències Experimentals |
| Sumario: | Moltes activitats industrials generen emissions que contenen compostos de sofre tant en efluents líquids com emissions gasoses, que majoritàriament són tractades mitjançant processos fisicoquímics. El sulfat es troba generalment a les aigües residuals d'aquestes indústries, com la indústria paperera, la farmacèutica, la minera o l'alimentària. Com a tal, el sulfat no és un compost nociu, però si s'aboca als rius o sistemes de clavegueram, pot generar-se un desequilibri del cicle del sofre. Dins d'aquest cicle, el producte final de la reducció de compostos és el sulfur d'hidrogen (H2S). Aquest compost és corrosiu, olorós i s'ha demostrat que és tòxic en baixes concentracions. Per aquests motius, és necessari desenvolupar alternatives respectuoses amb el medi ambient per a tractar i valoritzar no només les emissions de SO2 sinó també els efluents líquids rics en sofre. A més, podria recuperar-se sofre elemental d'aquests efluents, la qual cosa brindaria l'oportunitat de recuperar recursos en el marc de l'economia circular. Amb aquestes premisses, el projecte SONOVA, en el qual s'emmarca aquesta tesi, va desenvolupar un procés integral de tractament del SOx i el NOx provinent de gasos de combustió mitjançant processos biològics, econòmics, robustos i respectuosos amb el medi ambient que també tenen en compte la reutilització d'energia i recursos al llarg del procés, així com la valorització de residus. El procés proposat es basa en una primera doble etapa per a l'absorció selectiva de SOx i NOx; una segona etapa biològica per a reduir el sulfat de la primera etapa d'absorció a sulfur d'hidrogen (que és l'objectiu d'estudi d'aquesta tesi); i una tercera etapa biològica per a l'oxidació del sulfur d'hidrogen a sofre elemental i la seva posterior recuperació. El desenvolupament de sistemes biològics, com el reactor de llit anaerobi amb flux ascendent (UASB), han estat implementats per al tractament de diverses aigües residuals i per a la digestió anaeròbia. En aquesta tesi, s'ha estudiat l'ús d'aquest tipus de reactor UASB pel tractament d'aigües sintètiques amb sulfat, específicament, es va seleccionar el glicerol cru com a font de carboni i donador d'electrons. Es van utilitzar tant processos fisicoquímics com tècniques de biologia molecular per a obtenir un major coneixement del procés. Es va estudiar la influència de possibles inhibicions i la competència entre els bacteris reductors de sulfat i els metanògens a fi de millorar l'eliminació de sulfat i la producció de sulfur. Es va observar que en les operacions a llarg termini (després de 200 dies aproximadament) els metanògens desapareixen del sistema i els bacteris reductors del sulfat són els que colonitzen. No obstant això, es va observar una acumulació d'acetat a conseqüència de la desaparició dels metanògens, la qual cosa va donar lloc a una pèrdua de la font de carboni a la sortida del reactor que podria haver-se utilitzat per a produir sulfur. Les operacions a llarg termini permeten detectar altres limitacions del sistema. Al llarg de les operacions en UASB dutes a terme en aquesta tesi, es va observar una pèrdua de l'estructura granular i el creixement d'una biopel·lícula no metanogènica ni sulfat reductora no identificada. Aquesta biopel·lícula, anomenada slime al llarg d'aquesta tesi, es va considerar com un factor crucial que afectava el sistema biològic, conferint propietats com la viscositat al llit granular. En conseqüència, es van poder observar problemes relacionats amb la limitació de transferència de matèria, que afectava també l'activitat sulfat reductora dels grànuls i que va conduir a operacions fallides. |
|---|