TESIS DOCTORAL DE MI PRIMO CARLOS EN DINAMARCA

RESUMEN DE SU TESIS. TRATAMIENTO SOSTENIBLE DE AGUAS RESIDUALES

Este es el inicio de la tesis doctoral de mi primo Carlos,

Science summary

* Please give a short popular abstract in either Danish or English (approximately half a page) suited for the publication of the title, main content, results and innovations of the PhD thesis also including prospective utilizations hereof:

The mass-scale chemical fixation of atmospheric N2 as ammonia has allowed agricultural intensification and supported increased human food consumption. Unfortunately, this growth has not been sustainable and with an increase in human population, global wastewater loads have increased accordingly. The primary objective of wastewater treatment is to create sanitary conditions and its secondary objective is to remove the large amounts of carbon and nutrients such as phosphorous and reactive nitrogen before the water enters recipient water bodies.

Novel processes and operating conditions are being implemented that enhance cost and energy efficiency in wastewater treatment. Now, increasing attention is placed on direct emissions of nitrous oxide (N2O). N2O is a greenhouse gas with a high global warming potential and is also an ozone depleting chemical compound. The effect of environmental factors on N2O production is not yet well understood. Here, we propose and validate a comprehensive mathematical bioprocess model that can describe all relevant N2O production and consumption pathways. Also, a novel experimental design based on the developed model is introduced and allows the estimation of model parameters. The model framework can be used for a variety of wastewater technologies. For the first time, uncertainty associated with N2O emissions from wastewater treatment is reported, which will benefit the development of mitigation strategies for N2O emissions. Overall, the results of this thesis provide a contribution towards the development of wastewater technologies with a reduced carbon footprint.

 

Sírvase dar un breve resumen popular en danés o inglés (aproximadamente media página) adecuado para la publicación del título, el contenido principal, los resultados y las innovaciones de la tesis doctoral incluyendo también las posibles utilizaciones de la misma:
La fijación química a gran escala de N2 atmosférico como amoníaco ha permitido la intensificación agrícola y ha apoyado el aumento del consumo de alimentos humanos. Desafortunadamente, este crecimiento no ha sido sostenible y con un aumento en la población humana, las cargas globales de aguas residuales han aumentado en consecuencia. El principal objetivo del tratamiento de aguas residuales es crear condiciones sanitarias y su objetivo secundario es eliminar las grandes cantidades de carbono y nutrientes como el fósforo y el nitrógeno reactivo antes de que el agua entre en las masas de agua receptoras.
Se están implementando nuevos procesos y condiciones de operación que mejoran el costo y la eficiencia energética en el tratamiento de aguas residuales. Ahora, se presta cada vez más atención a las emisiones directas de óxido nitroso (N2O). El N2O es un gas de efecto invernadero con un alto potencial de calentamiento global y es también un compuesto químico que agota el ozono. El efecto de los factores ambientales sobre la producción de N2O aún no se conoce bien. Aquí, proponemos y validamos un modelo completo de bioprocesos matemáticos que puede describir todas las vías relevantes de producción y consumo de N2O. Además, se introduce un nuevo diseño experimental basado en el modelo desarrollado y permite la estimación de los parámetros del modelo. El marco modelo puede utilizarse para una variedad de tecnologías de aguas residuales. Por primera vez se informa de la incertidumbre asociada con las emisiones de N2O provenientes del tratamiento de aguas residuales, lo que beneficiará el desarrollo de estrategias de mitigación de emisiones de N2O. En general, los resultados de esta tesis contribuyen al desarrollo de tecnologías de aguas residuales con una huella de carbono reducida.

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