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La tesis doctoral ´Bioelectrochemical systems for ammonium removal in contaminated water´, del investigador del Lequia Miguel Osset Álvarez, tiene como objetivo contribuir al desarrollo de dos de las principales tecnologías electromicrobianas (MET por su sisglas en inglés) de eliminación de amonio: la nitrificación bioelectroquímica y la combinación de nitrificación aerobia con desnitrificación bioelectroquímica.
El amonio (NH4+) es un contaminante presente en todo tipo de aguas, hecho que ocasiona múltiples problemas medioambientales y de salud. Actualmente, existen diversas tecnologías en el mercado para eliminar amonio, pero todas consumen mucha energía y, consecuentemente, son muy caras. Las tecnologías electromicrobianas (o MET) utilizan microorganismos electro-activos y son una alternativa biotecnológica de bajo consumo energético para convertir el amonio en nitrógeno gas (N2). Sin embargo, todavía se debe realizar investigación y desarrollo industrial para lograr resultados competitivos a escala real. La tesis doctoral de Miguel Osset Álvarez contribuye a ese desarrollo con dos MET de eliminación de amonio: la nitrificación bioelectroquímica y la combinación de nitrificación aerobia con desnitrificación bioelectroquímica.
La nitrificación bioelectroquímica es una tecnología muy prometedora para la eliminación de NH4+. Sin embargo, los mecanismos detrás de este proceso no han sido completamente relevados. Se construyó, operó y estudió un sistema bioelectroquímico nitrificante (niBES; siglas en inglés) durante 550 días. Se descubrió que el microrganismo dominante en el niBES era un nitrificante (Achromobacter sp.), y que la hidroxilamina (NH2OH) y el nitrito (NO2-), dos intermediarios de la nitrificación, son compuestos electroactivos. En general, estos resultados sugieren que el amonio se transformó en nitrógeno gas (N2) mediante un proceso que combina la oxidación bioelectroquímica de NH4+, la desnitrificación y, en menor medida, el anammox.
Así mismo, se construyó un nuevo sistema bioelectroquímico (BES; siglas en inglés) de eliminación de amonio, el e-biofiltro, integrando la desnitrificación bioelectroquímica en un biofiltro percolador. Se utilizaron los e-biofiltros para transformar el NH4+ presente en agua sintética de acuicultura en nitrato (NO3-) y N2, lo que permitió reutilizar esta agua para cultivo hidropónico. Además, los e-biofiltros fueron capaces de eliminar la mayor parte del amonio, la materia orgánica y los sólidos en suspensión presentes en el efluente secundario de una planta de tratamiento de aguas residuales (EDAR) urbana, lo que demuestra que los e-biofiltros pueden proporcionar un tratamiento holístico de las aguas residuales.
