Bacterias para recuperar nutrientes y energía en aguas residuales domésticas

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 de Ingeniería Química y Ambiental (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 FCC AQUALIA, representada por Frank Rogalla y el Dr. Víctor Monsalvo.

La tecnología desarrollada por el GIQA y FCC 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.

De la fase experimental 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 FCC 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 FCC AQUALIA.

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

Referencia Daniel Puyol, Victor Monsalvo, Raúl Molina, Yolanda Segura, Fernando Martínez, Juan Antonio Melero. 2018. Purple Phototrophic Bacteria for Wastewater Treatment with Energy and Resource Recovery: from Lab-scale to Demonstration Plant. 4th IWA Specialized International Conference on Ecotechnologies for Wastewater Treatment (ecoSTP2018). June 25th - June 27th, 2018. London, Ontario, Canada.