Mathematical modelling and molecular analysis of a nitrifying packed bed biofilm reactor

• Autores: Anna Montràs Boet
• Directores de la Tesis: Julio Pérez Cañestro (dir. tes.), Francesc Gòdia Casablancas (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2009
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Max Mergeay (presid.), José Luis Campos Gómez (secret.), Cristian Picioreanu (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología bioquímica
      • Tecnología de la fermentación
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD 
• Resumen

  • MELiSSA (Micro Ecological Life Support System Alternative) és el sistema desenvolupat per l'Agència Espacial Europea (ESA) i el consorci MELiSSA en el camp del suport de vida durant missions de llarga durada a l'espai. Basat en un ecosistema aquàtic, MELiSSA va ser concebut com una eina per desenvolupar la tecnologia necessària per a un sistema de suport de vida biològic que en un futur ha de permetre la producció d'aliment, aigua i oxigen a partir dels residus orgànics generats per una tripulació. Per assolir aquest objectiu, el concepte MELiSSA compta amb l'activitat combinada de cinc compartiments colonitzats per diferents microorganismes i plantes superiors, interconnectats entre ells. Aquesta tesi es centra en el tercer compartiment del bucle MELiSSA, en el qual l'amoni és convertit a nitrat, que és la font de nitrogen més adequada per al creixement dels cianobacteris i plantes superiors que colonitzen els compartiments fotosintètics. L'oxidació biològica d'amoni a nitrat té lloc en dues etapes successives que porten a terme dos tipus de soques bacterianes. En el projecte MELiSSA aquest procés es porta a terme en una columna de llit fix mitjançant Nitrosomonas europaea i Nitrobacter winogradkyi immobilitzats sobre un suport polimèric, i amb aportació d'aire en el mateix sentit de circulació que el medi líquid. El reactor pilot del tercer compartiment ha estat operant a la planta pilot del projecte MELiSSA durant períodes prolongats de temps abans de l'inici del treball realitzat en aquesta tesi. La principal aportació d'aquesta tesi es troba en l'obtenció de nova informació sobre el funcionament del reactor a través d'un estudi detallat de la biopel·lícula i també mitjançant el desenvolupament d'un model matemàtic que ens permetrà estudiar els efectes de diferents paràmetres d'operació sobre el procés i l'estructura de la biopel·lícula. S'implementaran també els aparells de mesura necessaris per millorar la qualitat de la monitorització de les diferents espècies de nitrogen a la fase líquida. Els coneixements adquirits en la realització d'aquest treball seran utilitzats per portar a terme el re-disseny del reactor per tal de millorar-ne el funcionament dins de la planta pilot del projecte MELiSSA.