Una tesis del Lequia desarrolla una tecnología para eliminar nitratos de aguas subterráneas sin generar residuos

Esta tesis doctoral se focaliza en la eliminación de nitratos por medio de la electro-biorremediación del agua, una tecnología que aprovecha la capacidad de algunos microorganismos para intercambiar electrones con un material sólido. Así, el nitrato se reduce a dinitrógeno gas (que es inocuo) utilizando un cátodo como dador de electrones. Este proceso innovador elimina la necesidad de añadir productos químicos al agua como agentes reductores, una práctica habitual en tratamientos convencionales, y evita así la generación de residuos. Además, la energía requerida es mínima.

Alba Ceballos-Escalera ha investigado el desarrollo de procesos de electro-biorremediación para la eliminación de nitrato a distintas escalas. El trabajo experimental se inició en el laboratorio y concluyó con el tratamiento de agua subterránea contaminada en una planta piloto ubicada en Navata (Alt Empordà). Los principales resultados son:

• Mejora de la reducción del nitrato hasta 5,0 kg NO3-m-3d-1 (HRTcat 0,7 h) y hasta 1,0 kg NO3-m-3d-1 (HRTcat 0,7 h) a escala de planta piloto (tratamiento de agua subterránea contaminada con nitratos in situ). La eliminación óptima de los nitratos tiene lugar a pH 6 y a 35ºC con una demanda relativamente baja de energía (4-6 kWh kg-1 NO3-). El coste operativo (OPEX) es de 0,40 € m3. Para alcanzar este hito, la investigadora estudió el diseño del reactor, la matriz de agua y retos relacionados con la operación en un entorno relevante real.
• Demostración de la posibilidad de tratar agua contaminada con coexistencia de nitrato y arsenito. El arsenito se oxidó de forma eficiente a arseniato como paso crítico para su eliminación, reduciendo así su toxicidad.
• Integración del proceso de desinfección electroquímica en un sistema de electro-bioremediación de una etapa, obteniendo un efluente que cumple con los parámetros de calidad del agua de boca, no solo en cuanto a los valores límite de nitratos y nitritos sino también en cuanto al contenido en patógenos.
• Desarrollo de un reactor de descalcificación electroquímico sin membranas como pretratamiento para la eliminación de nitratos para electro-biorremediación. La presencia de cal en el agua subterránea puede afectar el rendimiento de la electro-biorremediación.

Estos resultados constituyen un paso significativo para aprovechar el potencial de la electro- biorremediación para tratar la contaminación de aguas subterráneas por nitratos, y demuestran su sostenibilidad ambiental y competitividad económica. Además, se ha probado que la tecnología es suficientemente versátil para tratar distintos contaminantes como el arsenito y los patógenos. Se abre, pues, una vía para continuar realizando I+D que culmine con la implementación de la tecnología a escala real y su comercialización.

La tesis fue dirigida por los doctores Sebastià Puig, Maria Dolors Balaguer y Narcís Pous, del Laboratorio de Ingeniería Química y Ambiental de la Universitat de Girona (Lequia).