Estudio de los parámetros biocinéticos de un fango activado de EDAR para el diseño de un reactor SBR en la producción de polihidroxialcanoatos (PHA)

Abstract

[ES] Debido al abuso y a la mala gestión de los materiales poliméricos en las últimas décadas. Así como a las consecuencias medioambientales que tienen estas prácticas en cuanto a contaminación de suelos, aguas y organismos. Apremia la necesidad de encontrar alternativas sostenibles a la producción de plásticos de origen petroquímico y que, además, sean biodegradables. Siendo éste es el objetivo del trabajo aquí presentado. En este proyecto se ha estudiado la producción bacteriana de polihidroxialcanoatos (PHA) y sus parámetros biocinéticos para diseñar una planta piloto de este mismo proceso. Siendo las bacterias productoras las procedentes de fangos de una estación depuradora de aguas residuales (EDAR) previamente seleccionadas con un agua residual sintética compuesta de ácidos grasos volátiles (VFA) que simula el agua resultante de la fermentación de las aguas residuales tratadas por la misma EDAR. En relación a este diseño, se ha realizado un estudio económico. Los PHA son materiales poliméricos asimilables en cuanto a características mecánicas y térmicas a plásticos de uso común como el polietileno (PE) o el polipropileno (PP) Por tanto, serían un gran avance en cuanto a la sustitución de los plásticos más usados a nivel mundial. Siendo, adicionalmente, biodegradable y biobasado. Por lo que la gestión de sus residuos sería menos problemática que la llevada a cabo actualmente para los materiales poliméricos no biodegradables. Si se lograra a nivel industrial esta producción bacteriana de PHA, supondría un gran avance medioambiental colaborando con diversos objetivos de desarrollo sostenible (ODS).

[EN] Due to the abuse and mismanagement of polymeric materials in recent decades, as well as the environmental consequences of these practices in terms of soil, water and organism pollution, there is an urgent need to find sustainable alternatives to the production of petrochemicalbased plastics that are also biodegradable. Being this one the main objective of the work presented here. In this project, bacterial production of polyhydroxyalkanoates (PHA) and their biokinetic parameters have been studied to design a pilot plant for this same process. The producing bacteria are derived from sludge from a wastewater treatment plant (WWTP), previously selected with a synthetic wastewater composed of volatile fatty acids (VFA) that simulates the water resulting from the fermentation of the wastewater treated by the same WWTP. An economic study has also been carried out in relation to this design. PHA are polymeric materials that are comparable in terms of mechanical and thermal characteristics to common plastics such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP). Therefore, they would be a great advance in terms of replacing the most widely used plastics worldwide. Additionally, they are biodegradable and bio-based, making the management of their waste less problematic than that currently carried out for non-biodegradable polymeric materials. If this bacterial production of PHA could be achieved at an industrial level, it would represent a significant environmental advance, contributing to various sustainable development goals (SDG).

[CA] A causa de l'abús i la mala gestió dels materials polimèrics en les últimes dècades, així com les conseqüències ambientals que tenen aquestes pràctiques respecte a contaminació de sòls, aigües i organismes, urgeix la necessitat de trobar alternatives sostenibles a la producció de plàstics d'origen petroquímic que siguen biodegradables. Sent aquest és l'objectiu del treball aquí presentat. En aquest projecte s'ha estudiat la producció bacteriana de polihidroxialcanoats (PHA) i els seus paràmetres biocinètics per dissenyar una planta pilot d'aquest mateix procés. Els bacteris productors provenen de fangs d'una estació depuradora d'aigües residuals (EDAR) prèviament seleccionades amb aigües residuals sintètiques compostes d'àcids grassos volàtils (VFA) que simula l'aigua resultant de la fermentació de les aigües residuals tractades per la mateixa EDAR. En relació amb aquest disseny, s'ha realitzat un estudi econòmic. ii Els PHA són materials polimèrics assimilables, pel que fa a característiques mecàniques i tèrmiques, a plàstics d'ús comú com el polietilé (PE) o el polipropilé (PP). Per tant, serien un gran avanç respecte a la substitució dels plàstics més utilitzats a escala mundial. Sent, addicionalment, biodegradable i biobasat. Per la qual cosa la gestió dels seus residus seria menys problemàtica que la duta a terme actualment per als materials polimèrics no biodegradables. Si s'aconsegueix, a escala industrial, aquesta producció bacteriana de PHA, suposaria un gran avanç ambiental col·laborant amb diversos objetius de desenvolupament sostenible (ODS).