Towards an integrated removal of nitrogen and sulphur in biological treatments of tannery-like wastewaters
El present treball es centra en la integració de processos innovadors per a la remoció biològica de Nitrogen i Sofre. La desnitrificació parcial ha sorgit com a procés innovador per actuar en sinergia amb el anammox, com una alternativa a la nitritació parcial. En el cas de la desnitrificació impuls...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:249884 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/249884 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Anammox Desnitrificació parcial amb sulfur Eliminació integrada de N i S Desnitrificación parcial con sulfuro Sulphide-driven partial denitrification Eliminación integrada de N y S Integrated N and S removal Ciències Experimentals |
| Sumario: | El present treball es centra en la integració de processos innovadors per a la remoció biològica de Nitrogen i Sofre. La desnitrificació parcial ha sorgit com a procés innovador per actuar en sinergia amb el anammox, com una alternativa a la nitritació parcial. En el cas de la desnitrificació impulsada per sulfurs, la desnitrificació autotròfica parcial (PAD) és una altra alternativa valuosa. La integració de la PAD amb el procés anammox (PAD/A) és d'especial interès per als tractaments d'aigües residuals riques en compostos de nitrogen i sofre, com les derivades de refineries de petroli, curtiembres i processament de peix. En el PAD/A, la desnitrificació autotròfica s'ha d'operar de manera que converteixi el nitrat a nitrit, per proporcionar el nitrit requerit pel anammox; la dessulfuració de l'biogàs podria aconseguir en la mateixa unitat, com a alternativa sostenible als tractaments fisicoquímics convencionals. En aquest marc, la present tesi va tenir com a objectiu aprofundir en l'aplicació de l'innovador procés PAD/A, en aigües residuals d'alta càrrega en nitrogno i sofre. El anammox i la PAD s'han estudiat en línies de treball paral·leles, abordant diferents qüestions relacionades amb els dos tractaments innovadors. Les aigües residuals de curtiembres es van seleccionar com a target per al PAD / A i es va estudiar la inhibició de la biomassa anammox. Es va aconseguir una ràpida posada en marxa d'un reactor gas-lift anammox amb càrregues volumètriques fins 0,48 gN-NO2-/l/d. Es va observar la precipitació mineral en els grànuls després de 130 dies d'operació. Es va realitzar un estudi extens per caracteritzar la composició de l'precipitat, així com el seu impacte en el rendiment de l'reactor, l'activitat de la biomassa i la població microbiana. Els resultats ofereixen coneixements útils per a l'estabilitat a llarg termini de sistemes granulars anammox. El possible efecte inhibidor dels compostos biorrefractarios i la salinitat de les aigües residuals de curtiembres es va avaluar mitjançant experiments en batch. Els resultats revelen que no es va poder atribuir una inhibició evident als compostos biorefractarios, mentre que es va observar una influència moderada deguda a el contingut de salinitat, que es pot abordar mitjançant una adequada aclimatació de la biomassa. Es conclou que no hi ha cap limitació tècnica per a l'aplicació de l'procés anammox en les aigües residuals de curtiembres. El PAD es va estudiar en un reactor CSTR, alimentat amb nitrat i sulfur. El treball va avaluar l'efecte de les ràtios S/N de l'influent i les condicions de SRT sobre el rendiment de l'acumulació de nitrits. Es va observar una acumulació reeixida de nitrit després d'una setmana de condició estable de limitació de S i es van assolir alts nivells de nitrit durant tot el treball experimental. En totes les fases experimentals es va observar una eficiència d'acumulació de nitrit de l'70-100%. Es va observar un clar canvi de població microbiana: el gènere Sulphurimonas va mostrar una abundància relativa de l'90% en l'inòcul i va ser superat gairebé del tot pel gènere Thiobacillus, després de 80 dies d'operació. S'especula que l'eficiència bioenergètica microbiana és una possible raó subjacent de l'canvi de població. Es va realitzar un estudi de termodinàmica per estudiar el canvi catabòlic observat. Els resultats indiquen que tot i que la desnitritación és una reacció molt favorable, la desnitratación podria ser una resposta energètica valuosa en cas de limitació de l'donador d'electrons. La estequiometria catabòlica de el procés es presenta de manera agregada com a eina de suport per al disseny i l'optimització de l'complex procés de desnitrificació autrotrófica, ja que ofereix totes les reaccions intermèdies i les possibles combinacions d'e-donador i e-acceptor. |
|---|