Item


Bioremediation of nitrate-polluted groundwater using bioelectrochemical systems

The presence of nitrates (NO3-) in groundwater is a worldwide concern. The high energy demand and environmental impact of available technologies requires investigating new technologies. This thesis was focused on investigating the usage of bioelectrochemical systems (BES) for treating nitrate-polluted groundwater. BES uses microorganisms able to catalyze oxidation/reduction processes by delivering/obtaining electrons from an electrode. In this thesis, microorganisms able to use the electrode as an electron donor (biocathode) to reduce nitrates into dinitrogen gas (inert) were investigated. As a result, a process could be patented, in which BES are able to treat nitrates at high denitrification rates (up to 700 gN•m-3NCC•d-1), with a competitive energy demand (0.68•10-2 – 1.27•10-2 kWh•gN-1treated), without sludge generation nor chemical dosing. Moreover, the microorganisms were electrochemically characterized, and the key subcommunities of the process were elucidated. In summary, bioelectrochemical systems have the potential for becoming a competitive alternative for the treatment of nitrate-polluted groundwater

La presència de nitrats (NO3-) en aigües subterrànies és una preocupació global. L’alt cost energètic i ambiental de les tecnologies actuals requereixen la investigació de noves estratègies. Aquesta tesi ha investigat la utilització de sistemes bioelectroquímics (BES) pel tractament d’aigües subterrànies contaminades per nitrats. Les BES es basen en microorganismes capaços de realitzar oxidacions/reduccions tot alliberant/captant electrons d’un elèctrode. Aquesta tesi ha investigat l’ús de bactèries capaçes d’utilitzar l’elèctrode com a donador d’electrons (biocàtode) per reduir el nitrat a dinitrogen gas (compost inert). Com a resultat, s’ha patentat un procés que permet desnitrificar a altes velocitats (700 gN•m-3NCC•d-1), a un cost energètic competitiu (0.68•10-2 – 1.27•10-2 kWh•gN-1tractat), sense generar fangs ni addicionar substàncies químiques. També s’ha caracteritzat electroquímicament els microorganismes i s’ha elucidat les subcomunitats microbianes responsables de la desnitrificació. En definitiva, aquesta tesi demostra que els sistemes bioelectroquímics poden esdevenir una alternativa competitiva pel tractament d’aigües subterrànies contaminades per nitrats

Universitat de Girona

Other contributions: Universitat de Girona. Departament d’Enginyeria Química, Agrària i Tecnologia Agroalimentària
Universitat de Girona. Institut de Medi Ambient
Author: Pous Rodríguez, Narcís
Date: 2015 May 28
Abstract: The presence of nitrates (NO3-) in groundwater is a worldwide concern. The high energy demand and environmental impact of available technologies requires investigating new technologies. This thesis was focused on investigating the usage of bioelectrochemical systems (BES) for treating nitrate-polluted groundwater. BES uses microorganisms able to catalyze oxidation/reduction processes by delivering/obtaining electrons from an electrode. In this thesis, microorganisms able to use the electrode as an electron donor (biocathode) to reduce nitrates into dinitrogen gas (inert) were investigated. As a result, a process could be patented, in which BES are able to treat nitrates at high denitrification rates (up to 700 gN•m-3NCC•d-1), with a competitive energy demand (0.68•10-2 – 1.27•10-2 kWh•gN-1treated), without sludge generation nor chemical dosing. Moreover, the microorganisms were electrochemically characterized, and the key subcommunities of the process were elucidated. In summary, bioelectrochemical systems have the potential for becoming a competitive alternative for the treatment of nitrate-polluted groundwater
La presència de nitrats (NO3-) en aigües subterrànies és una preocupació global. L’alt cost energètic i ambiental de les tecnologies actuals requereixen la investigació de noves estratègies. Aquesta tesi ha investigat la utilització de sistemes bioelectroquímics (BES) pel tractament d’aigües subterrànies contaminades per nitrats. Les BES es basen en microorganismes capaços de realitzar oxidacions/reduccions tot alliberant/captant electrons d’un elèctrode. Aquesta tesi ha investigat l’ús de bactèries capaçes d’utilitzar l’elèctrode com a donador d’electrons (biocàtode) per reduir el nitrat a dinitrogen gas (compost inert). Com a resultat, s’ha patentat un procés que permet desnitrificar a altes velocitats (700 gN•m-3NCC•d-1), a un cost energètic competitiu (0.68•10-2 – 1.27•10-2 kWh•gN-1tractat), sense generar fangs ni addicionar substàncies químiques. També s’ha caracteritzat electroquímicament els microorganismes i s’ha elucidat les subcomunitats microbianes responsables de la desnitrificació. En definitiva, aquesta tesi demostra que els sistemes bioelectroquímics poden esdevenir una alternativa competitiva pel tractament d’aigües subterrànies contaminades per nitrats
Format: application/pdf
Other identifiers: Gi. 1346-2015
http://hdl.handle.net/10803/302539
Document access: http://hdl.handle.net/10256/10842
Language: eng
Publisher: Universitat de Girona
Rights: ADVERTIMENT. L’accés als continguts d’aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d’investigació i docència en els termes establerts a l’art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l’autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s’autoritza la seva reproducció o altres formes d’explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d’un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s’autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
Subject: Groundwater
Aigües subterrànies
Aguas subterráneas
Bioremediation
Bioremediació
Biorremediación
Electroactive microorganisms
Microorganismes electroactius
Micoorganismos electroactivos
Extracellular electron transfer mechanism
Nitrates
Nitrats
Nitratos
Biolelectrochemistry
Bioelectroquímica
577 - Bioquímica. Biologia molecular. Biofísica
628 - Enginyeria sanitària. Aigua. Sanejament. Enginyeria de la il·luminació
Title: Bioremediation of nitrate-polluted groundwater using bioelectrochemical systems
Type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Repository: DUGiDocs

Subjects

Authors


Warning: Unknown: write failed: No space left on device (28) in Unknown on line 0

Warning: Unknown: Failed to write session data (files). Please verify that the current setting of session.save_path is correct (/var/lib/php5) in Unknown on line 0