Biofiltración de compuestos volátiles provenientes de la actividad ganadera: aspectos microbiológicos y su modelización
La biofiltración de aire se está consolidando como una tecnología viable para el tratamiento de efluentes gaseosos contaminados con un amplio espectro de compuestos volátiles. Dentro del sector agroindustrial, la eliminación de malas olores y del amoníaco generados durante procesos como el compostaje o la digestión anaerobia constituye la principal aplicación de la biofiltración. Otros usos de potencial interés, todavía en fase de estudio, se encuentran en el tratamiento del aire proveniente de la ventilación de las granjas.
La biofiltración consiste en forzar el paso del aire sobre una matriz porosa con un elevado contenido de microorganismos (por ejemplo compost). La actividad metabólica es la responsable por la absorción/degradación de los compuestos volátiles. La falta de una fase líquida conlleva la progresiva acidificación y desecación del lecho, y la consiguiente afectación de la actividad microbiana. Recientes avances relacionados con nuevos materiales y configuraciones han permitido mejorar la eficiencia del proceso. Las interacciones microbianas en que se fundamenta la biofiltración, sin embargo, todavía están poco estudiadas.
A partir del conocimiento que se tiene de la dinámica de poblaciones en sistemas de fermentación en estado sólido o en el suelo, se sabe que parámetros como el pH y la actividad del agua ejercen una gran influencia en el equilibrio entre hongos y bacterias. De forma genérica, se puede afirmar que microfloras de suelos con un pH elevado están dominadas por bacterias, mientras que en los suelos ácidos predominan los hongos. La mineralización en este último tipo de suelos es menor, pero la estructura filamentosa (mayor área de contacto) y mayor resistencia de los hongos puede representar una ventaja para su uso en la biofiltración.
La dinámica de las poblaciones microbianas presentes en los biofiltros, así como su influencia en el proceso de la biofiltración, va a ser abordado en el presente estudio. El conocimiento experimental generado va a ser utilizado en la validación de en un modelo matemático. De forma más específica, se plantean los siguientes objetivos:
- Establecer el grado de desarrollo, implementación, y potencial de uso de la biofiltración, así como las principales barreras técnicas que dificultan una utilización más generalizada.
- Determinar el efecto de diferentes parámetros operacionales sobre la biofiltración del amoníaco.
- Caracterizar las poblaciones microbianas que se establecen en el lecho del biofiltro en función de parámetros de operación, con especial atención a la interacción entre hongos y bacterias.
- Desarrollar un modelo numérico que integre los procesos cinéticos de la absorción del amoníaco y nitrificación con la dinámica de poblaciones en función de los parámetros operativos
- Incrementar el conocimiento práctico y teórico sobre la biofiltración, divulgando los resultados a la comunidad científica, así como mediante la potenciación de la sinergia entre empresa y centro de investigación.
