Evaluación del Ciclo de Vida del Tratamiento Anaerobio de Alta Tasa, Celdas de Combustible Microbiano y Celdas de Electrólisis Microbiana

Las opciones de tratamiento de aguas residuales existentes se perciben generalmente como intensivas en energía y perjudiciales para el medio ambiente. En los últimos años, se ha centrado mucha atención en dos nuevos enfoques, (i) celdas de combustible microbiano y (ii) celdas de electrólisis microbiana, que generan directamente corriente eléctrica o productos químicos, respectivamente, durante el tratamiento de aguas residuales. Estos sistemas se denominan comúnmente sistemas bioelectroquímicos, y se han realizado múltiples afirmaciones en el pasado con respecto al impacto ambiental de estas opciones de tratamiento. Sin embargo, no se ha llevado a cabo un estudio en profundidad que respalde estas afirmaciones. Aquí, hemos realizado una evaluación del ciclo de vida (LCA) para comparar el impacto ambiental de tres opciones de tratamiento de aguas residuales industriales, (i) tratamiento anaerobio con generación de biogás, (ii) un tratamiento con celda de combustible microbiano, con generación de electricidad directa, y (iii) una celda de electrólisis microbiana, con producción de peróxido de hidrógeno. Nuestro análisis mostró que una celda de combustible microbiano no proporciona un beneficio ambiental significativo en relación con la opción de tratamiento anaerobio "convencional". Sin embargo, una celda de electrólisis microbiana proporciona beneficios ambientales significativos a través del desplazamiento de la producción química por medios convencionales. Siempre que se pueda alcanzar el nivel de conversión objetivo de 1000 A.m(-3), la disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero y otras emisiones perjudiciales para el medio ambiente (por ejemplo, hidrocarburos aromáticos) de la celda de electrólisis microbiana será un factor clave para el desarrollo de un estándar industrial para esta tecnología. Evidentemente, esta evaluación depende en gran medida de las suposiciones subyacentes, como los materiales del reactor utilizados y el rendimiento objetivo. Esto presenta un desafío y una oportunidad para los investigadores en el campo para seleccionar y desarrollar materiales de construcción apropiados y ecológicos, así como demostrar el rendimiento requerido de 1000 A.m(-3) a escala piloto y a gran escala.