Revista de tecnología microbiana y bioquímica

Abstracto

Comparación de energía y rendimiento del tratamiento de aguas residuales mediante aireación convencional y celdas de combustible microbianas

Tyler Huggins, Paul H Fallgren, Song Jin y Zhiyong Jason Ren

La tecnología de celdas de combustible microbianas (MFC) ofrece una alternativa de bajo costo al tratamiento convencional de aguas residuales aireadas; sin embargo, ha habido poca comparación entre la MFC y el tratamiento de aireación utilizando aguas residuales reales como sustrato. Este estudio intenta comparar directamente la eficiencia del tratamiento de aguas residuales y el consumo y la generación de energía entre tres sistemas de reactores: un proceso de aireación tradicional, una configuración de MFC sumergida simple y un reactor de control que actúa de manera similar a lagunas naturales. Los resultados mostraron que los tres sistemas pudieron eliminar >90% de DQO, pero la aireación utilizó un tiempo más corto (8 días) que la MFC (10 días) y el reactor de control (25 días). En comparación con la aireación, la MFC mostró una menor eficiencia de eliminación en altas concentraciones de DQO, pero una eficiencia mucho mayor cuando la DQO es baja. Solo el sistema de aireación mostró una nitrificación completa durante la operación, reflejada por la eliminación completa de amoníaco y la acumulación de nitrato. Las mediciones de sólidos en suspensión mostraron que el MFC redujo la producción de lodos en un 52-82% en comparación con la aireación, y también ahorró el 100% de energía de aireación. Además, aunque no está diseñado para la generación de alta energía, el reactor MFC mostró una ganancia neta de energía de 0,3 Wh/g DQO/L o 24 Wh/m3 (aguas residuales tratadas) en la generación de electricidad. Estos resultados demuestran que la tecnología MFC podría integrarse en la infraestructura de aguas residuales para cumplir con la calidad de los efluentes y ahorrar costos operativos.