Viabilidad técnica del sistema célula de combustible microbiana-humedal artificial de alta tasa para depuración de aguas residuales de alta carga orgánica y generación eléctrica

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dc.contributor.advisorSanabria Artunduaga, Otoniel
dc.contributor.advisorGarcia Solano, Mario
dc.contributor.authorCorzo Hernandez, Angelica
dc.date.accessioned2024-03-03T23:32:32Z
dc.date.available2017
dc.date.available2024-03-03T23:32:32Z
dc.date.created2017
dc.date.issued2017
dc.description.abstractUna nueva tecnología integrando células de combustible microbianas y humedales artificiales de alta tasa (CCM-HAAT) se ha planteado, con base en la sinergia y los requerimientos en común para su funcionamiento, destacándose entre ellos el potencial de óxido-reducción. En humedales artificiales, el gradiente redox en la columna de agua permite contar con zonas aeróbicas cerca de la superficie, y anaeróbicas en el fondo. En CCMs, bacterias electrogénicas oxidan sustratos orgánicos y transfieren electrones a un circuito eléctrico para producir energía, utilizando el gradiente redox entre electrodos. La unión de estas dos tecnologías puede permitir depurar aguas residuales de alta carga orgánica y generar energía simultáneamente, por tal razón, el principal objetivo de esta investigación es determinar su viabilidad técnica. Un estudio exploratorio fue llevado a cabo en un sistema experimental, conformado por tres líneas de HAAT integrando CCMs, dos líneas fueron plantadas con Cyperus alternifolius, la restante permaneció sin vegetación actuando como control, depurando agua residual sintética con cargas de 100 y 200 gr DQO/m2 -d, en dos fases (con y sin oxígeno suplementario). Las mejores condiciones de desempeño correspondieron a eficiencias de remoción de 65% en DQO en los humedales con vegetación y con aireación, con carga orgánica máxima de 200 g DQO/m2 -d, y densidad de potencia de 55,48 mW/m2Los rendimientos conseguidos en remoción de materia orgánica son la mayor ventaja de esta nueva tecnología considerando la carga orgánica utilizada, lograda al utilizar portadores de crecimiento bacteriano de alta superficie específica (320 m2 /m3 ) como medio de soporte del humedal artificial. En términos energéticos los valores de densidad de potencia son bajos, sin embargo, al ser una tecnología en desarrollo, mejoras en la arquitectura de la CCM deben ser implementados para aumentar su desempeño.
dc.description.abstractenglishA new technology integrating high rate artificial wetland and microbial fuel cell (CCM-HAAT) has been established. It is based on the synergy and common requirements for the functioning of each one, among which the oxidation-reduction potential stands out. In artificial wetland exist a redox gradient in the water column allows aerobic zones near the surface, and anaerobic in the background. In CCMs, electrogenic bacteria oxidize organic substrates and transfer electrons to an electrical circuit to produce energy, using the redox gradient between electrodes. The combination of these two technologies can allow simultaneously the purification of wastewater of high organic load and energy generation. By the above mentioned reasons, the main objective in this investigation is to determine its technical viability. An exploratory study was performed, using an experimental system composed by of three lines of HAAT integrated with CCMs. Two lines were planted with Cyperus alternifolius, and the rest remained without vegetation acting as a control. The system was fed with synthetic wastewater, with loads of 100 and 200 gr COD/m2 -d, in two phases (with and without supplemental oxygen). Efficiency of removal of 65% COD in wetlands with vegetation and aeration, with a maximum organic load of 200 g COD/m2 -d, and power density of 55.48 mW/m2 , correspond to the conditions of better performance of the system. The yields obtained in the removal of organic matter are the greatest advantage of this new technology considering the organic load used, when using carriers of bacterial growth of high surface area (320 m2 /m3 ) as support media of the artificial wetland. In energy terms, power density values are low, however, as this is a technology under development, improvements in the architecture of the CCM must be implemented to increase its performance.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Civil
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/37443
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Civil
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Civil
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectCélulas De Combustible Microbianas
dc.subjectHumedales Artificiales
dc.subjectEficiencia De Remoción
dc.subjectPotencial Redox
dc.subjectVoltaje.
dc.subject.keywordMicrobial Fuel Cell
dc.subject.keywordArtificial Wetlands
dc.subject.keywordEfficiency
dc.subject.keywordRedox Potential
dc.subject.keywordPower Density
dc.titleViabilidad técnica del sistema célula de combustible microbiana-humedal artificial de alta tasa para depuración de aguas residuales de alta carga orgánica y generación eléctrica
dc.title.englishTechnical viability of the microbial fuel cell-high rate constructed wetland system for wastewater treatment of high organic load and electrical generation.
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
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