Evaluación de la biofiltración como tecnología de desodorización en el tratamiento de residuos orgánicos
- Autores: Javier Reyes Palomar
- Directores de la Tesis: María ángeles Martín Santos (dir. tes.), José Ángel Siles López (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Pilar Bernal Calderón (presid.), Alvaro Caballero Amores (secret.), Jean Michel Guillot Guillot (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias y Ciencias Agroalimentarias por la Universidad de Córdoba
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. introducción o motivación de la tesis Los problemas ambientales asociados a la generación de residuos amenazan la sostenibilidad ambiental del proceso de gestión y pueden llegar a provocar un problema de salud pública. Se hace necesario, por tanto, centrar los esfuerzos en las medidas de prevención de la cantidad de residuos generados y en la optimización de los procesos de gestión y tratamiento de los residuos sólidos urbanos.
La contaminación atmosférica, causada por las emisiones procedentes del tratamiento de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos, supone uno de los principales impactos ambientales en las plantas de tratamiento. La emisión de compuestos volátiles, tanto orgánicos como inorgánicos, se traduce en contaminación por olores desagradables y otras categorías de impacto ambiental asociadas a la contaminación atmosférica (He y col., 2018; Schiavon y col., 2017), como son la emisión de gases de efecto invernadero o la generación de ozono a nivel troposférico.
Con objeto de optimizar el rendimiento y la sostenibilidad ambiental del tratamiento de los residuos sólidos urbanos, se han evaluado diferentes sistemas de biofiltración a escala piloto e industrial, como tecnología de control de las emisiones de compuestos volátiles derivadas del proceso de tratamiento de residuos orgánicos.
2. contenido de la investigación Se ha diseñado y construido un biofiltro a escala piloto, que se ha sometido a diferentes condiciones de operación con la realización de diversos experimentos, con el objetivo de analizar las eficacias de eliminación de olor a través de la olfatometría dinámica. Al comienzo y al final de cada experimento se han realizado análisis microbiológicos que permiten cuantificar el número de unidades formadoras de colonias de microorganismos aerobios que sobreviven durante el experimento, así como la identificación taxonómica de la composición de las comunidades microbianas presentes en el relleno del biofiltro, con el objetivo de evaluar la evolución de las comunidades de microrganismos cuando se exponen a una corriente contaminante compuesta de ácido butírico. Se han obtenido eficacias de eliminación de hasta el 98-100%, mantenidas en periodos de tiempo prolongados, cuando se realizan periodos de aclimatación a un caudal de compuesto bajo y se mantienen condiciones de temperatura adecuadas. En cambio, cuando el biofiltro se ha sometido a cargas iniciales más altas y se aumenta la temperatura de la corriente contaminante, el filtro biológico resulta menos eficaz. Se han identificado a los microorganismos pertenecientes al filo de las Proteobacterias como los microorganismos que mejor se adaptan a la degradación del ácido butírico como corriente contaminante. En paralelo a estos experimentos, se realizó una réplica de estos biofiltros en el Department of Green Chemistry and Technology (Universidad de Gante, Bélgica), con el objetivo de obtener eficacias de eliminación de compuesto a través del análisis de la muestras con SIFT-MS (Selected Ion Flow Tube-Mass Espectormetry), que permitía obtener datos de eliminación de compuesto en continuo a lo largo de todo el experimento.
A escala industrial se ha evaluado el rendimiento de un biofiltro industrial diseñado para tratar las emisiones gaseosas derivadas del proceso de compostaje en una planta de gestión de residuos ubicada en el municipio de Vacarisses (Barcelona). Este estudio ha sido realizado en colaboración con la empresa Odournet S.L. Los análisis realizados mediante olfatometría dinámica y cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-TOFMS) han permitido analizar las eficacias de eliminación obtenidas de numerosas familias de compuestos orgánicos volátiles (COV). Los resultados obtenidos en este estudio han permitido evaluar la viabilidad del sistema de biofiltración como tecnología de minimización de las emisiones de COV derivadas del proceso de compostaje y analizar dos de los principales impactos ambientales asociados a dichas emisiones: la generación de olores molestos y el potencial de creación de ozono fotoquímico (POCP). Así, se han realizado análisis quimiométricos que han permitido identificar las familias de compuestos que generan mayores impactos, observándose una correlación adecuada entre el POCP y el impacto oloroso en el compostaje de residuos orgánicos, bajo las condiciones del estudio. Destacan los aldehídos, cetonas, alifáticos, sulfuros, éteres y ésteres como las familias más influyentes en la correlación entre los impactos. Además, se han identificado a los sistemas de aireación utilizados como determinantes en el rendimiento ambiental del biofiltro y en la eficacia del propio proceso de compostaje.
3. conclusión Los resultados obtenidos en los trabajos de investigación, que se han desarrollado en esta Tesis Doctoral, suponen un avance respecto a la mejora de la biofiltración como tecnología sostenible de control de las emisiones. La aplicación de los resultados obtenidos podría contribuir a mitigar los diversos impactos (ambientales, sociales y de salud ocupacional) derivados del tratamiento de residuos orgánicos y optimizar el rendimiento, en términos de eficacia, de los sistemas de biofiltración.
4. bibliografía He, P., Wei, S., Shao, L., Lü, F., 2018. Emission potential of volatile sulfur compounds (VSCs) and ammonia from sludge compost with different bio-stability under various oxygen levels. Waste Manag. 73, 113–122.
Schiavon, M., Martini, L.M., Corrà, C., Scapinello, M., Coller, G., Tosi, P., Ragazzi, M., 2017. Characterisation of volatile organic compounds (VOCs) released by the composting of different waste matrices. Environ. Pollut. 231, 845–853.
