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Projecte llegit

Títol: Recuperación y concentración de nitrógeno amoniacal por membranas de osmosis inversa

Estudiant que ha llegit aquest projecte:

Tutor/a o Cotutor/a: RAMOS QUIROZ, CARLOS ANTONIO

Departament: DEAB

Títol: Recuperación y concentración de nitrógeno amoniacal por membranas de osmosis inversa

Data inici oferta: 08-05-2025      Data finalització oferta: 08-12-2026

Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG ALIMENT 2016
    GR ENG CIEN AGRONOM
    GR ENG SIS BIOLÒG 23

Lloc de realització:
EEABB

Paraules clau:
Aguas residuales, membranas, osmosis inversa, amoniaco

Descripció del contingut i pla d'activitats:
El nitrógeno amoniacal se refiere al ion amonio y amoniaco disponible en una solución acuosa. El amoniaco (NH3) es una molécula de elevado interés industrial. En la industria del petróleo y gas, el amoniaco juega un papel crucial en varios procesos y aplicaciones, desde la producción de fertilizantes hasta la refrigeración y fabricación de productos químicos. Actualmente, la mayor parte del amoniaco utilizado industrialmente proviene de su generación sintética, mediante el proceso Haber-Bosch, donde se combina nitrógeno gaseoso (del aire) con hidrógeno del gas natural a elevadas presiones (150-300 ºC) y temperaturas (400-500ºC) en presencia de un catalizador (comúnmente hierro). Esta tecnología es costosa, energéticamente y ambientalmente; por lo que se deben buscar nuevas vías para la producción de amoniaco.
Las aguas residuales pueden ser consideradas una fuente de nitrógeno amoniacal, principalmente las provenientes de la industria ganadera o porcina o el tratamiento de lodos de depuradoras urbanas. Es por ello que el amoniaco/amonio puede ser recuperado de estos efluentes. Una prometedora tecnologías es el uso de membranas de osmosis inversa, ya que sólo dejan pasar el agua, permitiendo recuperar el nitrógeno para un posterior uso industrial.
Debido al elevado potencial de este tipo de membranas, se propone un TFG que permita evaluar diferentes condiciones operacionales de membranas de osmosis inversa para recuperar nitrógeno amoniacal de aguas residuales. Para ello se realizará (i) un análisis del proceso (revisión bibliográfica e identificación de procesos y materiales asociados) y (ii) estudio de condiciones operacionales en membranas de osmosis inversa en un sistema experimental a escala laboratorio.

Overview (resum en anglès): Ammoniacal nitrogen, dissolved ammonium ion (NH¿¿) and ammonia (NH¿), is the feedstock of one of the largest chemical industries in the world, currently supplied almost entirely by the energy- and emission-intensive Haber-Bosch process. Livestock wastewater and the effluents from sewage-sludge treatment are an alternative source of nitrogen amenable to recovery. This work evaluated the operational conditions of a reverse osmosis (RO) membrane for recovering and concentrating ammoniacal nitrogen from synthetic wastewater. Tests were performed in a laboratory-scale system with a SEPA CF cell and an SW30 membrane (DuPont FilmTec), using ammonium chloride solutions of 10, 100 and 250 mg N/L, five pH ranges (from very acidic to very basic) and three operating pressures (10, 14 and 20 bar); nitrogen was quantified by the Nessler method. pH proved to be the variable governing rejection and, therefore, recovery: rejection was highest around neutrality (median 95 %, up to 99.6 %) and remained high under acidic conditions, where nitrogen remains as NH¿¿ and is retained, and lowest under strongly basic conditions (3-18 %), where neutral NH¿ permeates the membrane. Water permeability remained nearly constant (¿2.1 L·m¿²·h¿¹·bar¿¹) and the mass balance indicated a nitrogen recovery of 70-73 %. It is concluded that pH control is the key factor for maximising ammoniacal nitrogen recovery by reverse osmosis.

Aquest projecte està relacionat amb l'adaptació al Canvi Climatic? Sí

Aquest projecte està relacionat amb la digitalització del seu àmbit de treball? No

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