To access the full text documents, please follow this link: http://hdl.handle.net/2099.1/25833

Development of an experimental microbial fuel cell system for monitoring the anaerobic digestion process
Cogul Gisbert, Clara
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Hidràulica, Marítima i Ambiental; Uggetti, Enrica; Puigagut Juárez, Jaume
La digestió anaeròbia és actualment el procés més utilitzat per a estabilitzar els fangs de de depuradora. Les tècniques existents per a monitoritzar-lo a temps real són encara escasses, per això hi ha un inherent interès per a trobar i desenvolupar eines que permetin controlar el procés adequadament. Les piles microbianes són una tecnologia relativament nova encara en desenvolupament i que sembla tenir capacitat per a funcionar com a biosensor de matèria orgànica biodegradable. L’objectiu d’aquest estudi és revelar la viabilitat tècnica d’utilitzar les piles microbianes per a monitoritzar els processos de digestió anaeròbia. S’han desenvolupat dos sistemes experimentals a escala de laboratori construïts a partir de materials i estructures diferents. Tots dos dissenys consistien d’un digestor anaerobi alimentat amb fangs primaris de depuradora i amb fang digerit com a inòcul, i un compartiment aerobi amb aigua provinent de llacunes d’alta càrrega rica en microalgues. L’ànode es va ubicar al digestor i el càtode al compartiment aerobi, i estaven connectats a través d’un circuit elèctric extern amb una resistència de 1000Ω. El primer prototip estava dotat d’un pont salí que tancava el circuit elèctric i permetia el pas protons. La senyal elèctrica obtinguda d’aquests sistemes era inestable, amb moltes fluctuacions i quasi la meitat de les piles van fallar en menys de 15 dies. Amb aquests resultats va ser difícil establir una relació entre la senyal de les piles i el funcionament dels digestors anaerobis. El segon disseny experimental utilitzava un separador de fibra de vidre per a permetre el pas de protons. La senyal elèctrica era més estable i va durar més de 45 dies consecutius. Els resultats obtinguts demostren una correlació lineal entre els sòlids volàtils inicialment presents al digestor i la resposta de les piles en termes de voltatge. També es va observar una relació lineal entre la eliminació de sòlids volàtils als digestors i la potència produïda durant un temps determinat. La producció de biogàs no va poder ser quantificada a causa de problemes amb l’estanqueïtat de gasos en elsdigestors. Tot i així es va poder detectar metà i se’n va observar un percentatge entre 60-80% en volum, que són valors acceptables per a digestors anaerobis. La conclusió a la qual s’ha arribat després d’analitzar els resultats és que les piles microbianes tenen potencial per a poder ser utilitzades per a monitoritzar els processos de digestió anaeròbia, especialment per a controlar fàcilment i a temps real el procés de degradació de sòlids volàtils i la càrrega de matèria orgànica que entra als digestors.
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Enginyeria hidràulica, marítima i sanitària
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Recursos energètics renovables::Biocombustibles
Sewage -- Purification -- Anaerobic treatment
Microbial fuel cells
Digestió anaeròbia
piles microbianes
monitorització
estabilització de fangs
matèria orgànica
biogàs
biosensor
microalgues
Aigües residuals -- Depuració -- Tractament anaeròbic
Piles de combustible microbianes
Attribution 3.0 Spain
http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/es/
info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
Universitat Politècnica de Catalunya
         

Show full item record

Related documents

 

Coordination

 

Supporters