Bioremediation of nitrate-polluted groundwater using bioelectrochemical systems

Autor/a

Pous Rodríguez, Narcís

Director/a

Colprim Galceran, Jesús

Puig Broch, Sebastià

Balaguer i Condom, Maria Dolors

Fecha de defensa

2015-05-28

Depósito Legal

Gi. 1346-2015

Páginas

215 p.



Departamento/Instituto

Universitat de Girona. Departament d'Enginyeria Química, Agrària i Tecnologia Agroalimentària

Universitat de Girona. Institut de Medi Ambient

Resumen

The presence of nitrates (NO3-) in groundwater is a worldwide concern. The high energy demand and environmental impact of available technologies requires investigating new technologies. This thesis was focused on investigating the usage of bioelectrochemical systems (BES) for treating nitrate-polluted groundwater. BES uses microorganisms able to catalyze oxidation/reduction processes by delivering/obtaining electrons from an electrode. In this thesis, microorganisms able to use the electrode as an electron donor (biocathode) to reduce nitrates into dinitrogen gas (inert) were investigated. As a result, a process could be patented, in which BES are able to treat nitrates at high denitrification rates (up to 700 gN•m-3NCC•d-1), with a competitive energy demand (0.68•10-2 – 1.27•10-2 kWh•gN-1treated), without sludge generation nor chemical dosing. Moreover, the microorganisms were electrochemically characterized, and the key subcommunities of the process were elucidated. In summary, bioelectrochemical systems have the potential for becoming a competitive alternative for the treatment of nitrate-polluted groundwater


La presència de nitrats (NO3-) en aigües subterrànies és una preocupació global. L’alt cost energètic i ambiental de les tecnologies actuals requereixen la investigació de noves estratègies. Aquesta tesi ha investigat la utilització de sistemes bioelectroquímics (BES) pel tractament d’aigües subterrànies contaminades per nitrats. Les BES es basen en microorganismes capaços de realitzar oxidacions/reduccions tot alliberant/captant electrons d’un elèctrode. Aquesta tesi ha investigat l’ús de bactèries capaçes d’utilitzar l’elèctrode com a donador d’electrons (biocàtode) per reduir el nitrat a dinitrogen gas (compost inert). Com a resultat, s’ha patentat un procés que permet desnitrificar a altes velocitats (700 gN•m-3NCC•d-1), a un cost energètic competitiu (0.68•10-2 – 1.27•10-2 kWh•gN-1tractat), sense generar fangs ni addicionar substàncies químiques. També s’ha caracteritzat electroquímicament els microorganismes i s’ha elucidat les subcomunitats microbianes responsables de la desnitrificació. En definitiva, aquesta tesi demostra que els sistemes bioelectroquímics poden esdevenir una alternativa competitiva pel tractament d’aigües subterrànies contaminades per nitrats

Palabras clave

Groundwater; Aigües subterrànies; Aguas subterráneas; Bioremediation; Bioremediació; Biorremediación; Electroactive microorganisms; Microorganismes electroactius; Micoorganismos electroactivos; Extracellular electron transfer mechanism; Nitrates; Nitrats; Nitratos; Biolelectrochemistry; Bioelectroquímica

Materias

577 - Bioquímica. Biología molecular. Biofísica; 628 - Ingeniería sanitaria. Agua. Saneamiento. Ingeniería de la iluminación

Documentos

tnpr.pdf

4.225Mb

 

Derechos

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

Este ítem aparece en la(s) siguiente(s) colección(ones)