Estudio de viabilidad económica de la implantación de bioceldas en una planta de tratamiento de aguas residuales

• Autores: Justo Lobato Bajo, Pablo Cañizares Cañizares, Manuel Andrés Rodrigo Rodrigo, Laura Horcajada, F. J. Fernández, Araceli González del Campo, Juan Ramón Trapero Arenas
• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 71, Nº. 567, 2014, págs. 192-201
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Estudi de viabilitat econòmica de la implantació de biocel.les en una planta de tractament d’aigües residuals
  • Economic assessment of microbial fuel cells for wastewater treatment and energy production. A juice industry case study
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• Resumen
  • español

    Las aguas residuales generadas en la industria de los zumos se caracterizan entre otras cosas por presentar altas concentraciones de materia orgánica, la cual es muy costosa de eliminar con los tratamientos que existen actualmente. En los últimos años están surgiendo numerosos estudios en torno al uso de celdas de combustible microbiológicas o bioceldas como método de tratamiento de aguas residuales. En este artículo se ha realizado un estudio de viabilidad económica de la implantación de 10 bioceldas para tratar las aguas residuales generadas en una industria de este tipo. Para ello, se analizaron tres posibles escenarios que podrían darse utilizando estos sistemas y se compararon los resultados obtenidos con el uso de un reactor convencional de fangos activos. Los resultados obtenidos para el VAN mostraron que la utilización de bioceldas podría proporcionar un ahorro comprendido entre un 10 y 20 % aproximadamente dependiendo de si es un escenario pesimista u optimista, respectivamente, teniendo en cuenta un tiempo de vida de la planta de 15 años. El área de electrodo por celda considerada en este estudio fue de 0,36 m2 , la cual dio lugar a densidades de potencia algo más altas que las encontradas en la bibliografía. Por ello, se decidió realizar un análisis de sensibilidad considerando áreas de electrodo de 0,5 m2 y 0,8 m2 en las bioceldas. Se encontró que aún utilizando áreas de 0,5 m2 el VAN seguiría siendo positivo en todos los escenarios considerados y para el valor de 0,8 m2 se obtuvieron también resultados favorables en el escenario optimista. Estos resultados muestran que siempre que se cumplan los criterios establecidos en este estudio, la depuración mediante bioceldas en una industria de este tipo podría ser una alternativa más rentable que la depuración convencional mediante fangos activos.

  • English

    The juice industry wastewater is characterized by a high organic load concentration, which requires an expensive treatment. Recent investigations propose microbial fuel cells as a wastewater treatment alternative. This article reports an economic assessment of the implementation of 10 microbial fuel cells to deal with wastewaters in a juice industry. The proposed method was compared with the standard activated sludge treatment, where different scenarios were considered. The results show that the investment Net Present Value obtained by the bio cells could provide significant savings around 10 % and 20 % de-pending whether the scenario was either pessimistic or optimistic, respectively, for a plant lifetime of 15 years. The electrode area considered was set to 0.36 m2, what result-ed in power densities higher than previous results in the literature. In order to verify our results, a sensitivity analysis was carried out by varying the electrode area to 0.5 m2 and 0.8 m2. In summary, even for relatively high areas of 0.5 m2the Net Present Value was still positive for every scenario and for the area of 0.8 m2, the optimistic scenario provided positive values. These results corroborate that the waste-water treatment based on microbial fuel cells may provide a profitable alternative with regards to the conventional activated sludge process.

  • català

    Les aigües residuals generades en la indústria dels sucs es caracteritzen entre altres coses per presentar altes con centracions de matèria orgànica, la qual és molt costosa d’eliminar amb els tractaments que existeixen actualment. En els últims anys estan sorgint nombrosos estudis entorn de l’ús de cel·les de combustible microbiològiques o biocel·les com a mètode de tractament d’aigües residuals. En aquest article s’ha realitzat un estudi de viabilitat econòmica de la implantació de 10 biocel·les per tractar les aigües residuals generades en una indústria d’aquest tipus. Per a això, es van analitzar tres possibles escena-ris que podrien donar-se utilitzant aquests sistemes i es van comparar els resultats obtinguts amb l’ús d’un reactor convencional de fangs actius. Els resultats obtinguts per al VAN mostraren que la utilització de biocel.les podrien proporcionar un estalvi comprès entre un 10 i 20% aproximadament, depenent de si és un escenari pessimista o optimista, respectivament, tenint en compte un temps de vida de la planta de 15 anys. L’àrea d’elèctrode per cel.la considerada en aquest estudi va ser de 0,36 m2, la qual va donar lloc a densitats de potència una mica més altes que les trobades en la bibliografia. Per això, es va decidir realitzar una anàlisi de sensibilitat considerant àrees d’elèctrode de 0,5 m2 i 0,8 m2 en les biocel·les. Es va trobar que encara utilitzant àrees de 0,5 m2 el VAN seguiria sent positiu en tots els escenaris considerats i per al valor de 0,8 m2 es van obtenir també resultats favorables a l’escenari optimista. Aquests resultats mostren que sempre que es compleixin els criteris establerts en aquest estudi, la depuració mitjançant biocel·les en una indústria d’aquest tipus podria ser una alternativa més rendible que la depuració convencional mitjançant fangs actius.