Recuperación de energía eléctrica y remoción de materia orgánica en un sistema bioelectroquímico empacado con ánodos de grafito y espuma de poliuretano durante el tratamiento de agua residual del rastro

Abstract

"En esta investigación se evaluó la recuperación de energía eléctrica y la remoción de materia orgánica mediante una celda de combustible microbiana (CCM) empacada con diferentes configuraciones de ánodos compuestos, durante el tratamiento de aguas residuales procedentes del rastro municipal. Se fabricaron tres tipos de ánodos: (i) espuma de poliuretano cubierta con grafito en aerosol conectada al circuito externo con una barra de grafito libre en el medio (PUG+BGL), (ii) barra de grafito conectada al circuito externo acompañada de espuma de poliuretano cubierta con grafito en aerosol libre en el medio (BG+PUGL) y (iii) espuma de poliuretano cubierta con grafito en aerosol unida a una barra de grafito y conectada al circuito externo (PUGBG). Se monitorearon el voltaje, la densidad de potencia, la remoción de demanda química de oxígeno (DQO) y la eficiencia coulómbica (EC). Los resultados mostraron que la configuración PUGBG presentó el mejor desempeño electroquímico, con un voltaje máximo de 153.1 mV, una densidad de potencia de 23.44 mW/m³ y una EC de 0.59%. Por otro lado, la mayor remoción de DQO (76.28%) se obtuvo en la configuración BG+PUGL. Estos resultados evidencian que la eficiencia en la producción de energía no está directamente relacionada con la capacidad de remoción de materia orgánica, y que la conectividad y estructura del ánodo son factores determinantes en el rendimiento del sistema. En conclusión, los materiales compuestos evaluados muestran un potencial prometedor para su aplicación en tecnologías bioelectroquímicas orientadas al tratamiento de aguas residuales con recuperación simultánea de energía, aunque se requieren mejoras en la eficiencia coulómbica y en las condiciones operativas para su implementación a escala real"