Tratamiento de agua residual doméstica mediante un sistema bioelectroquímico para su aprovechamiento en un cultivo hidropónico de lechuga (lactuca sativa) en invernadero

"Actualmente, el constante crecimiento poblacional (estimando 7,000 millones de habitantes en el planeta), ha comenzado a generar distintos tipos de problemáticas como lo es el agotamiento de los recursos naturales, entre ellos, el agua. La escasez del vital líquido para consumo humano no solo se debe a la demanda de este producto, sino que también es causada por otros factores, como lo son la distribución irregular de las reservas acuáticas, el constante desperdicio de este recurso por parte de las altas clases sociales, la contaminación de los mantos acuíferos y la gestión insostenible por extracción desmedida. De acuerdo con datos obtenidos por el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA), la industria utiliza 12% del agua disponible, la agricultura 70% y el consumo humano solo un 6%, aunque se ha establecido que estas cifras varían según la densidad demográfica (disminuyendo considerablemente la producción alimentaria). Considerando lo anterior, el tratamiento y la reutilización del agua han comenzado a jugar un papel fundamental en el manejo de este recurso. El tratamiento de aguas residuales puede ser realizado por medio de métodos físicos (sedimentación, filtración), biológicos (degradación anaerobia, degradación aerobia) y químicos (cloración, oxidación), aunque comúnmente, involucra los 3 tipos de procesos promoviendo un tratamiento primario, secundario y terciario respectivamente. En años recientes, se ha comenzado a estudiar el tratamiento de aguas residuales por medio de sistemas bioelectroquímicos como son las celdas de combustible microbianas (CCM), las cuales, trasforman energía química en energía eléctrica mediante acción bacteriana como catalizador de reacción, al oxidar un compuesto orgánico como sustrato. Este método cuenta con algunas ventajas remarcables, como lo son, i) capacidad de trabajar a temperatura ambiente, ii) no se requieren químicos altamente reactivos y iii) no se forman productos tóxicos y iv) se combina un tratamiento biológico con uno electroquímico maximizando así la eficiencia obtenida. De la misma forma, las CCM permiten tratar un mayor volumen de agua residual que los métodos convencionales al disminuir el tiempo de retención hidráulica (TRH) en el sistema. Este trabajo tiene como objetivo evaluar la remoción de materia orgánica, y voltaje generado durante el tratamiento de agua residual doméstica, utilizando una CCM escala planta piloto (12 L) de forma secuencial anaerobia-aerobia (ánodo/cátodo)."

"The results obtained show a great potential for the use of SBE on a larger scale for the treatment of municipal wastewater. On the other hand, the SBE showed not to be a good generator / collector of electric energy as compared with other authors. With this study, it was possible to successfully reduce the concentration of COD, BOD5, total solids, helminth eggs and fecal coliforms. The simultaneous removal of these contaminants during the SBE operation can be attributed to processes such as anaerobic-aerobic biological treatment, electrolytic dissociation, electrochemical oxidation and microbial competitive inhibition. The application of a semiconductor composite (EPU / Graphite / PPy) in the anodic compartment of SBE, promoted the adhesion of exoelectrogenic microorganisms and the capture of electrical energy in the cell. With the optimization of some parameters, such as the reduction of the internal resistance of the system and a greater control of the applied temperature, it is expected to obtain a higher rate of conversion of organic matter to electric current, which would promote investment in this type of systems ."