Electroquímica microbiana para la depuración de agua en la industria cervecera

Martes, 30 julio 2019

Una cervecera genera entre 3 y 10 litros de agua residual por cada litro de cerveza producido. Esta agua es rica en nutrientes, sobre todo en fósforo, nitrógeno y materia orgánica.  Life ANSWER pretende integrar varios procesos principales en la depuración de aguas residuales de la industria cervecera para conseguir depurar esa agua residual al tiempo que consigue energía y otros productos, como fertilizantes.

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Grupo Bioe durante la visita del vicerrector, Javier de la Mata.

Este grupo está llevando a cabo un proyecto en la planta de Mahou de Alovera que consiste en un tratamiento primario basado en la electroquímica, seguido de un tratamiento secundario biológico mediante electroquímica microbiana. Estos tratamientos permiten una depuración eficaz maximizando la recuperación de la energía contenida en el agua residual en forma de biogás enriquecido, con una alta fracción en metano, y altas concentraciones de hidrógeno, lo que aporta un mayor poder calorífico a la mezcla resultante. El proceso concluye con un tratamiento terciario para la obtención de un efluente de alta calidad para su reutilización en la planta de tratamiento.  

Con esta estrategia se consigue un aumento en la recuperación de energía y se aumenta la sostenibilidad del proceso de depuración, dentro de los principios de la economía circular. El profesor Abraham Esteve Núñez, responsable del grupo de investigación Bioe, explica los objetivos de esta propuesta, coordinada por un consorcio formado por la cervecera Mahou-San Miguel, Aqualia, la Universidad de Alcalá y Recuperaciones Tolón, que recientemente tuvo la oportunidad de conocer in situ el vicerrector de Investigación y Transferencia, Javier de la Mata


-¿Cuál es la aportación del grupo Bioe al proyecto?
-El concepto de RBLF (Reactor bioelectrogénico de lecho fluidizado), que desarrollamos hace años junto a la empresa Aqualia, participante en este proyecto. Este dispositivo electroquímico microbiano elimina la materia orgánica presente en el agua gracias a la interacción entre bacterias electroactivas y un material conductor.
Además de verificar la eficacia del sistema en el proceso de depuración y recuperación de nutrientes, el proyecto incluye un ambicioso objetivo para obtener un excedente energético de unos 2,5 kWh/m3. El biogás enriquecido obtenido en el proceso, además, es susceptible de ser aprovechado en las calderas existentes en la propia planta cervecera.
Este innovador sistema elimina hasta un 90% de la materia orgánica y un 80% de los nutrientes contenidos en el efluente de la electrocoagulación. Una de las ventajas de los microorganismos anaerobios es la ausencia de fangos (debido a su tipo de metabolismo y a la fluidización del sistema) y gracias a la tecnología bioelectroquímica se aumenta más de un 15% el poder calorífico del biogás.

-La planta piloto está situada en la fábrica de Mahou en Alovera, Guadalajara, ¿podéis explicarnos cuál es el proceso?
-Como hemos comentado, el agua residual de la industria cervecera es una corriente rica en nutrientes y en compuestos orgánicos que pueden ser convertidos en energía con una metodología apropiada. Life-ANSWER explora  usos innovadores de la electroquímica para tratar y valorizar este residuo. De este modo, los nutrientes son recuperados mediante electrocoagulación usando ánodos de sacrificio construidos a partir del aluminio reciclado de las latas usadas en la propia fábrica. Asimismo, los compuestos orgánicos presentes en el agua pueden ser biodegradados y convertidos en energía mediante el uso de microorganismos electroactivos cultivados en un biorreactor electroquímico de lecho fluidizado.

-Es impactante la cantidad de recursos, de agua, que se consumen para la fabricación de un litro de cerveza. Pero, por fortuna, algunos elementos se pueden reutilizar, ¿cuáles y para qué?
-La biotecnología es protagonista en dos niveles; en la generación de biogás de alto valor energético y en la producción, gracias a la electrocoagulación, de un biosólido rico en nutrientes y materia orgánica que le confiere unas propiedades idóneas para su utilización directa como fertilizante, interaccionando con especies vegetales y microorganismos del suelo.
 

-Efectivamente, ese fertilizante también está siendo objeto de estudio, con un ensayo que estáis llevando a cabo en el Botánico ¿Cómo se desarrolla y cuál es el objetivo?
-En Jardín Botánico se ha habilitado un espacio para valorar las posibilidades de utilización como abono de los lodos residuales del proceso de elaboración de las cervezas, mediante tres cultivos de flor de temporada con diferente tratamiento: 1) aporte de lodos como nutriente, 2) aporte de mantillo vegetal y 3) cultivo sin aportes como parcela testigo. Queremos demostrar que nuestro biosólido se puede utilizar como fertilizante.

-¿Este tipo de depuración con la que vosotros estáis trabajando se puede exportar a otro tipo de productos de la industria agroalimentaria?
-En efecto, el sistema RBLF ofrece una solución tecnológica para la depuración de agua residual con producción neta de energía, a lo que se une una generación despreciable de lodos.

-Los resultados son prometedores...
-Los resultados obtenidos a lo largo de estos meses indican que la tecnología desarrollada en ANSWER reduce el coste de tratamiento si se compara con las tecnologías estándar utilizadas en el sector agroalimentario. El reactor electroquímico de lecho fluidizado supone un avance técnico que impacta de forma positiva en el balance energético y económico del proceso de depuración y constituye un ejemplo innovador del uso de energía circular en el sector de alimentación y bebidas.

 

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