Search

The world's largest demonstrator of a revolutionary energy system in desalination for drinking water production is in operation. MIDES uses Microbial Desalination Cells (MDC) in a pre-treatment step for reverse osmosis (RO), for simultaneous saline stream desalination and wastewater treatment. MDCs are based on bio-electro-chemical technology, in which biological wastewater treatment can be coupled to the desalination of a saline stream using ion exchange membranes without external energy input. MDCs simultaneously treat wastewater and perform desalination using the energy contained in the wastewater. In fact, an MDC can produce around 1.8 kWh of bioelectricity from the energy contained in 1 m3 of wastewater. Compared to traditional RO, more than 3 kWh/m3 of electrical energy is saved. With this novel technology, two low-quality water streams (saline stream, wastewater) are transformed into two high-quality streams (desalinated water, treated wastewater) suitable for further uses. An exhaustive scaling-up process was carried out in which all MIDES partners worked together on nanostructured electrodes, antifouling membranes, electrochemical reactor design and optimization, life cycle assessment, microbial electrochemistry and physiology expertise, and process engineering and control. The roadmap of the lab-MDC upscaling goes through the assembly of a pre-pilot MDC, towards the development of the demonstrator of the MDC technology (patented). Nominal desalination rate between 4-11 Lm-2h-1 is reached with a current efficiency of 40 %. After the scalability success, two MDC pilot plants were designed and constructed consisting of one stack of 15 MDC pilot units with a 0.4 m2 electrode area per unit. This book presents the information generated throughout the EU funded MIDES project and includes the latest developments related to desalination of sea water and brackish water by applying microbial desalination cells. ISBN: 9781789062113 (Paperback) ISBN: 9781789062120 (eBook)

Actualmente, la digestión anaerobia es la tecnología más utilizada, como tratamiento secundario, en las estaciones depuradoras de aguas residuales industriales (EDARI) cerveceras europeas. La instalación generalizada de estos reactores está relacionada con la alta capacidad de tratamiento de aguas residuales altamente cargadas con materia orgánica, y la posterior recuperación energética a través del biogás generado durante su tratamiento [1–3]. Sin embargo, a pesar del amplio conocimiento sobre la tecnología, se siguen experimentando problemas operacionales críticos que compromenten el buen funcionamiento de las EDARI. Algunos de estos problemas operacionales están asociados a causas bien identificadas como: a) baja eliminación de nutrientes (especialmente nitrógeno y fósforo) [4–7], b) baja capacidad de tratamiento de aguas residuales a baja temperatura [8,9], c) baja estabiliad de la tecnología con aguas residuales con muy alta carga orgánica [10–12], d) baja eliminación de DQO tras paradas técnicas de los reactores [13,14], y e) inhibición de las poblaciones microbianas en presencia de compuestos biocidas, ampliamente utilizados en la industrias cerveceras como productos desinfectantes [15,16]. La gran variablidad de la composición de las aguas residuales cerveceras, y los altos caudales generados de este tipo de aguas, hace necesaria la búsqueda de nuevas estrategias operativas y el desarrollo de tecnologías más eficientes para incrementar la capacidad de tratamiento de estas aguas y la robustez del tratamiento ante cualquier efecto operativo adverso.

Las Tecnologías Electroquímicas Microbianas (en inglés, Microbial Electrochemical Tehcnologies- MET) constituyen una plataforma [1] de tecnologías emergentes basadas en la interacción entre bacterias electroactivas y materiales conductores de la electricidad (electrodos). En este sentido, la Celda de Combustible Microbiana (en inglés, Microbial Fuel Cell-MFC), permite la transformación directa de materia orgánica soluble en corriente eléctrica [2]. La energía producida (alrededor de 0,001-19 W m-2 con respecto a la sección transversal de la celda) [3] podría usarseen el mismo sistema para mejorar la degradación de la materia orgánica e impulsar otros procesos que requieran energía electroquímica, operando de manera autosuficiente y de modo descentralizado.

The main goal of this chapter is to outline the areas for further development and research of microbial desalination cells (MDCs) for production of low energy drinking water. This chapter highlights the challenges ahead in the context of membrane and electrode development, scaling-up, construction, environmental challenges, capital and operational costs, social acceptancy and further identification of niche areas for MDCs.

Este trabajo describe una nueva metodología para la preparación de Membranas de Intercambio Iónico utilizando como soporte diferentes componentes reciclados de un módulo de Ósmosis Inversa al final de su vida útil.

Este artículo ilustra el proceso de escalado de la tecnología MDC (microbial desalination cell o celda de desalación microbiana) para el tratamiento de aguas, desde su concepción hace escasamente 10 años, capaz de tratar escasos mililitros, hasta la reciente construcción de la primera unidad piloto capaz de desalar hasta 3,6 m3/día.

La industria alimentaria española es el primer sector industrial del país experimentando una expansión progresiva por quinto año consecutivo, según los datos de la Federación Española de Industrias de Alimentación y Bebidas (FIAB). En concreto, el sector cervecero tiene un papel clave en el panorama agroalimentario, con una facturación cercana al sector del vino y del aceite de oliva. Para llevar a cabo su actividad, este tipo de industria requiere grandes volúmenes de agua, que al final de proceso se transforman en agua residual que debe ser convenientemente tratada para cumplir con las normativas legales europeas y españolas.

El proyecto Life-ANSWER (soluciones avanzadas de nutrientes con recuperación electroquímica) tiene como objetivo proporcionar una tecnología innovadora que integre la electrocoagulación y la electroquímica microbiana para el tratamiento de aguas residuales de la industria agroalimentaria. El sistema ANSWER permite reutilizar el agua tratada, produciendo biogás enriquecido (CH4 + H2) y fertilizante a partir del agua residual.

Method of desalination and wastewater treatment in a microbial desalination cell reactor, the microbial desalination cell reactor comprises three compartments, an anodic compartment, a cathodic compartment and a saline compartment, the method comprising: (a) adding electrically conductive particles or electrically conductive material in the anodic compartment and cathodic compartment, (b) adding bacteria species of the genus Geobacter in the anodic compartment, adding an aqueous solution of a sulphate salt as catholyte, adding saline solution to the saline compartment (c) applying an external power supply to desalinate the saline solution (d) when constant electric current is achieved, replacing the solution in the cathodic compartment by a hypochlorite solution and replacing the external power supply by an external circuit or connecting anode and cathode to produce short circuit conditions and (d) oxidizing organic matter present in wastewater by bacteria from the genus Geobacter in the anodic compartment and desalinating the solution in the saline compartment and (e) after 20 to 30 operation cycles, replacing the saline solution by a second solution of hypochlorite salt to provide cleaning in place.