DESARROLLO DE SISTEMAS BIOLÓGICOS PARA LA REMOCIÓN AEROBICA DE N2O

-    Investigadores principales: Raúl Muñoz & Raquel Lebrero
-    Investigador: Laura Salamanques
-    Las emisiones de N2O representan hoy en día una fracción significativa de las emisiones totales de gases de efecto invernadero (GEI) en la Unión Europea, con un aumento anual de la concentración atmosférica del 0,3% (Figura 1). El N2O no es sólo uno de los principales gases de efecto invernadero (su potencial de calentamiento global es 298 veces mayor que el del CO2), pero también es una de las principales causas del agotamiento de la capa de ozono. El N2O se emite principalmente a partir de actividades de tratamiento de residuos (10 millones de toneladas de CO2-eq), la producción de ácido nítrico y adípico (27 millones de toneladas de CO2-eq) y la ganadería (21 millones de toneladas de CO2-eq). Por lo tanto, la minimización y reducción de las emisiones de N2O es obligatoria debido a su alto impacto ambiental ya la aplicación de regulaciones ambientales más estrictas.
-    http://envtech.uva.es/pdf/P-N2O_Treatment.pdf

PROCESOS BIOTECNOLÓGICOS PARA LA REDUCCIÓN DEL GAS DE EFECTO INVERNADERO CH4: DE LAS CÉLULAS AL BIORACTOR

-    Investigadores principales: Raúl Muñoz & Guillermo Quijano
-    Estudiante de doctorado: Juan Carlos López
-    Las emisiones de gases de efecto invernadero (GHG) constituyen hoy en día uno de los problemas ambientales más críticos, ya que son responsables del calentamiento global y del cambio climático. En este contexto, el metano (CH4) es un gas con un potencial de calentamiento global 23 veces superior al del CO2 y representa una proporción significativa entre las emisiones de GEI. A pesar de que tradicionalmente se han implementado tecnologías de reducción física / química para reducir las emisiones de CH4, las biotecnologías han surgido recientemente como técnicas más respetuosas con el medio ambiente, con eficiencias prometedoras de reducción y menores costos operativos en comparación con sus contrapartes físicas y químicas. Sin embargo, las biotecnologías para la reducción de CH4 siguen sufriendo varias limitaciones como la limitación de la transferencia de masa, el escaso conocimiento de la cinética de biodegradación de CH4, la selección y caracterización de microorganismos con alta afinidad para los GEI objetivo.
-    http://envtech.uva.es/pdf/P-Biotechnological_CH4.pdf

TECNOLOGÍA ANOXICA BIOLÓGICA PARA EL TRATAMIENTO DE LAS EMISIONES DE COV DE LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA

-    Investigadores principales: Raúl Muñoz & Guillermo Quijano
-    Investigadores: María Salvador y Raúl Marcos
-    Las instalaciones industriales petroquímicas se identifican hoy en día como puntos de emisión importantes de compuestos orgánicos volátiles (COV) en todo el mundo. Algunas emisiones de COV petroquímicas se caracterizan por su naturaleza libre de O2 y peligrosos, y el riesgo de explosión cuando el O2 está presente (Bloch y Wurst 2010). Los riesgos de explosión en los tanques de almacenamiento a granel son normalmente controlados por la inertización del espacio de cabeza con N2 o CO2, para evitar la presencia de O2 (Yanisko et al., 2011). Para asegurar un barrido completo de O2 en el espacio de cabeza, debe realizarse una purga periódica del espacio de cabeza inerte cargado con COV y, por lo tanto, las instalaciones de almacenamiento de combustible / disolvente a granel son fuentes principales de emisión de COV. Estas emisiones de COV libres de O2 suelen tratarse mediante incineración catalítica o simple extracción de gas; Sin embargo, es importante destacar que estas tecnologías pueden exhibir costos de operación prohibitivos y / o no son ambientalmente amigables. Entre las tecnologías disponibles para la reducción de COV, los métodos biológicos constituyen la tecnología más sostenible y rentable, con los menores costos de operación y los impactos ambientales (Estrada et al., 2012, López et al., En prensa). Sin embargo, la naturaleza libre de O2 y los riesgos de explosión asociados con la presencia de O2 limitan fuertemente el uso de técnicas biológicas aeróbicas convencionales para el tratamiento directo de las emisiones de COV de la industria petroquímica. Sin embargo, la biodegradación de COV también se puede lograr en ausencia de O2. Varios estudios demostraron que los compuestos orgánicos volátiles como el benceno, el tolueno, el etilbenceno, el xileno e incluso el metano pueden ser extirpados con éxito bajo condiciones de desnitrificación anóxica (Phelps y Young, 1999, Shag et al., 2005). Estos estudios anteriores, enfocados en el tratamiento de contaminantes en fase acuosa en sistemas cerrados y en modo discontinuo, confirmaron la viabilidad de utilizar la desnitrificación como un proceso metabólico central para la degradación de COV. En nuestro laboratorio se desarrolló una innovadora tecnología de biofiltración basada en la biodegradación anóxica de COVs. En contraste con la biofiltración aerobia tradicional, la biofiltración anóxica no requiere el suministro convencional de O2 para mineralizar COV y por lo tanto, los COV contenidos en corrientes libres de O2 pueden ser eliminados directamente evitando el uso de costosas tecnologías físicas / químicas o no ambientales sin explosión Riesgos. Por otro lado, dado que los productos gaseosos finales de desnitrificación son N2 y CO2, el gas libre de COV a la salida del sistema anóxico puede ser reutilizado para fines de inertización, lo que conduce a importantes ahorros en los costos generales de operación de la petroquímica planta.
-    http://envtech.uva.es/pdf/P-Biological_Anoxic_Technology.pdf


SOSTENIBILIDAD Y ANÁLISIS ECONÓMICO DE LAS TECNOLOGÍAS DE ABATURA DE ODORES

-    Investigador principal: Raúl Muñoz Torre
-    Estudiante de doctorado: Raquel Lebrero Fernández y José M. Estrada Pérez
-    La contaminación atmosférica, y más específicamente la contaminación olfativa, tradicionalmente ha recibido menos atención que la contaminación sólida o líquida. Sin embargo, esta situación está empezando a cambiar a medida que las quejas por molestias al olor aumentan gradualmente debido a la invasión de áreas residenciales por posibles fuentes de olores, al aumento de las normas de calidad de vida ya la aplicación de legislaciones más estrictas. Por lo tanto, existe una creciente necesidad de reducción del olor de una manera económica y sostenible. Sin embargo, los criterios de selección para las tecnologías de eliminación de olores a menudo se basan en la extrapolación de la experiencia de las instalaciones industriales de tratamiento de COV, y este conocimiento no puede aplicarse directamente a la reducción del olor.
-    http://envtech.uva.es/pdf/P-Sustainability_Odour_Analysis.pdf

PROCESOS BIOLÓGICOS DE ALTO RENDIMIENTO PARA ELABORACIÓN DE ODORES EN PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

-    Investigador principal: Raúl Muñoz Torre & Raquel Lebrero
-    Estudiante de Doctorado: José M. Estrada
-    Debido a las regulaciones ambientales más estrictas, a la invasión de áreas residenciales en las plantas de tratamiento de aguas residuales ya las crecientes expectativas del público sobre las obligaciones de las empresas privadas de agua, el número de quejas de olores públicos ha aumentado sustancialmente durante las últimas décadas. Más de la mitad de las quejas recibidas por las agencias reguladoras ambientales en todo el mundo se refieren a malos olores. En este contexto, las emisiones olorosas de las EDAR, compuestas principalmente de compuestos sulfurosos (H2S, mercaptanos) y compuestos orgánicos volátiles (COV), se clasifican entre las más desagradables. Por lo tanto, la minimización y reducción de las emisiones de olores desagradables se está convirtiendo en uno de los mayores desafíos para las empresas de servicios públicos de aguas residuales de todo el mundo, cada vez más preocupados por su imagen pública. A pesar de los importantes avances tecnológicos llevados a cabo durante las últimas dos décadas, los sistemas de tratamiento de olores todavía están limitados por el alto costo de operación de los métodos físico-químicos, por la baja eficiencia de la reducción del olor cuando los odorantes hidrófobos son los principales responsables del olor Tierra cuando se implementan soluciones tecnológicas de bajo costo como unidades de biofiltración. Este proyecto tiene como objetivo desarrollar una generación de biorreactores de alto rendimiento de bajo costo para la reducción del olor con una huella reducida (requerimientos mínimos de volumen del reactor).
-    http://envtech.uva.es/pdf/P-Odour_Treatment.pdf

BIODEGRADACIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES EN LOS BIORACTORES DE PARTIDORÍA DE DOS FASES

-    Investigadores principales: Raúl Muñoz Torre & Guillermo Quijano
-    Los compuestos orgánicos volátiles (COV) son contaminantes atmosféricos clave debido a su potencial de agotamiento de la capa de ozono, potencial de calentamiento global, toxicidad y carcinogenicidad. Los compuestos orgánicos volátiles son emitidos en industrias químicas y petroquímicas, instalaciones de impresión y textiles, industrias de papel y celulosa, etc. El gran número de disolventes utilizados en estas industrias genera emisiones de gases emitidos con mezclas de COV con hidrofobicidad, toxicidad y biodegradabilidad muy diversas. A pesar de que las tecnologías convencionales de tratamiento químico / químico de VOC han sido desplazadas progresivamente por tecnologías biológicas, el rendimiento de la eliminación biológica de VOC es a menudo cuestionado por la hidrofobicidad de algunos VOC específicos (como alcanos y terpenos), que limita la transferencia de contaminantes desde el gas a la acuosa fase. Además, los procesos biológicos también son desafiados por los aumentos en la tasa de carga de emisiones que contienen compuestos orgánicos volátiles tóxicos moderadamente solubles, lo que conduce a la inhibición de la comunidad microbiana. Por lo tanto, debe llevarse a cabo el desarrollo de biorreactores innovadores que soporten una transferencia facilitada de COV a los microorganismos y que eviten la inhibición microbiana.
-    http://envtech.uva.es/pdf/P-VOCs_Biphasic_Treatments.pdf

ESTABILIDAD DE PSEUDOMONAS PUTIDA CULTURES DURANTE EL TRATAMIENTO DE TOLUENE

-    Investigadores Principales: Guillermo Quijano, Raquel Lebrero y Raúl Muñoz
-    Las emisiones de hidrocarburos aromáticos y los derrames accidentales suponen un riesgo potencial para los ecosistemas naturales y la salud humana debido a su alta movilidad, toxicidad y, en muchos casos, efectos cancerígenos (Fig. 1). En este contexto, los métodos de tratamiento biológico constituyen una alternativa bien establecida y de bajo costo a las tecnologías físicas y químicas convencionales para la destrucción de contaminantes orgánicos. Las biotecnologías ambientales se basan en la capacidad natural de los microorganismos para utilizar estos contaminantes orgánicos tóxicos como fuente de carbono y energía en condiciones suaves de temperatura y presión. Los métodos biológicos presentan, sin embargo, serias limitaciones cuando se tratan altas concentraciones de hidrocarburos aromáticos, debido a su toxicidad inherente y carácter mutagénico, lo que finalmente desafía la estabilidad microbiana. Los hidrocarburos aromáticos pueden causar daño irreversible a las membranas celulares (pérdida de iones, metabolitos, lípidos y proteínas, disipación del gradiente de pH y potencial eléctrico, etc.) seguido de lisis celular y muerte. Los problemas operacionales derivados de la inestabilidad microbiana en los procesos que tratan tolueno han sido recientemente reportados en la literatura. Por ejemplo, Song y Kinney (2005) reportaron una disminución en la capacidad de eliminación de biofiltros sometidos a altas cargas de tolueno, probablemente debido al deterioro de la comunidad degradante del tolueno, aunque los mecanismos responsables de este deterioro no fueron identificados. Del mismo modo, Leddy et al. (1995) informaron que la presencia de benzoato y alcohol bencílico, acumulando comúnmente los intermedios durante la biodegradación del tolueno, dio como resultado mutaciones irreversibles en las vías de degradación del tolueno. Sin embargo, existe una carencia de estudios sistemáticos sobre la influencia de las mutaciones mediadas por tolueno en el rendimiento general del proceso (es decir, capacidad de eliminación, eficiencia de eliminación, producción de CO2, etc.).
-    http://envtech.uva.es/pdf/P-Microbial_Stability.pdf