Merging microbial electrochemical systems with conventional reactor designs for treating wastewater

Abstract

La electroquímica microbiana o electromicrobiología ha surgido como una nueva subdisciplina de la biotecnología basada en el estudio de las interacciones entre microorganismos y electrodos. Las propiedades catalíticas de estos microorganismos son muy versátiles y una diversidad de campos pueden beneficiarse de ellas a través del desarrollo de las tecnologías electroquímicas microbianas (MET). Los dispositivos empleados en estas tecnologías se han convertido en sistemas novedosos que reflejan perfectamente el nexo agua-energía a causa de sus aplicaciones atractivas en el tratamiento de aguas residuales y la desalinización del agua. Sin embargo, la aplicación de las METs a escala real depende de la resolución de desafíos microbiológicos, tecnológicos y económicos. Hasta el momento, las METs se han entendido como sistemas en los que la catálisis se encuentra localizada en la interfaz del electrodo debido a la necesidad de adhesión microbiana formando un biofilm sobre él. La optimización de esta interacción es el principal reto del campo, y se centra principalmente en la mejora del diseño del reactor y de los electrodos y de los mecanismos de transferencia de electrónica extracelulares. En esta tesis presentamos nuevos escenarios para el tratamiento de aguas residuales basados en el empleo de diseños de reactores clásicos fusionados con tecnologías electroquímicas microbianas. Creemos que, mediante el uso de este tipo de configuraciones, el proceso de escalado de las METs podría ser más sencillo y directo. Económicamente, permitiría operar prototipos fáciles de instalar a gran escala para evaluar tecnologías novedosas como las METs, que, de otro modo, estarían estancadas en escala laboratorio.