Estudio de la aplicación de humus como intercambiador redox en combinación con sistemas electroactivos para la eliminación de nitrógeno en aguas

Abstract

La escasez de los recursos hídricos sumada a los crecientes problemas derivados de la contaminación, han hecho aumentar los esfuerzos por lograr el buen estado de las masas de agua. Para ello, es imprescindible realizar una depuración adecuada que elimine contaminantes como los compuestos nitrogenados. En las pequeñas poblaciones, las soluciones basadas en la naturaleza, como la tecnología METland (aplicación de tecnologías electroquímicas microbianas a los humedales construidos), se han postulado como una alternativa viable para la depuración. En este estudio se ha integrado esta tecnología con la aplicación de sustancias húmicas (humus de lombriz), con capacidades catalíticas aplicables en el tratamiento de aguas residuales. Se construyeron seis reactores con dos materiales electroconductores (coque y biochar) y un material inerte (grava), en combinación con el humus. Los reactores fueron alimentados en flujo vertical (VF), con el fin de conocer que combinación y bajo que condiciones se logran los mejores rendimientos de nitrificación y desnitrificación. Además se realiza un estudio sobre la influencia de estos materiales en la producción de gases y en la colmatación de los lechos. En el presente trabajo se ha comprobado como la presencia de sustancias húmicas optimiza los procesos de nitrificación y desnitrificación llevados a cabo por los microorganismos en materiales conductores de la electricidad. Otro efecto positivo es que se ralentizan (gracias a su metabolismo) los procesos de colmatación, como los que se da en los humedales construidos. En base a las conclusiones obtenidas se puede avanzar en desarrollo del escalado de estos sistemas.

The scarcity of water resources, added to the growing problems derived from contamination, have increased efforts to achieve the good state of water bodies.Therefore, it is essential to carry out adequate treatment to eliminate contaminants such as nitrogenous compounds. In small towns, nature-based solutions, such as METland technology (application of microbial electrochemical technologies to constructed wetlands), have been postulated as a viable alternative for wáter treatment. In this study, METl and technology has been integrated with the application of humic substances (earthworm humus), with catalytic capacities applicable in wastewater treatment. Six reactors were built with two electroconductive materials (Coke and Biochar) and an inert material (Gravel), in combination with humus. The reactors were fed in vertical flow (VF), in order to know what combination and under what conditions the best results in nitrification and denitrification. In addition, this experiment is carried out on the influence of these materials on the production of gases and on the clogging of the beds. In the present work it has been verified how the presence of humic substances optimizes the nitrification and denitrification processes carried out by microorganisms in electrically conductive materials. Another positive effect is that the clogging processes are slowed down (in order to its metabolism), such as those that occur in constructed wetlands. The conclusions obtained, establised bases for escale-up of reactors.